靜電組裝法制備粘土-石墨烯復(fù)合材料及其吸附水中染料性能研究.pdf

1、本論文研究了帶有正電荷的粘土納米顆粒與帶有負(fù)電荷的氧化石墨烯通過靜電吸引實(shí)現(xiàn)復(fù)合的狀況，并將復(fù)合物用于吸附水中染料的吸附研究。論文中選取了兩種天然粘土（凹凸棒土和埃洛石）用于與石墨烯的復(fù)合。通常情況下，凹凸棒納米短棒(ATP)和埃洛石納米管(HNTs)表面帶負(fù)電，不能與表面帶負(fù)電的氧化石墨(GO)通過靜電相互作用自組裝的。為實(shí)現(xiàn)二者的靜電組裝過程，我們選用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對(duì)ATP和HNTs進(jìn)行表面有機(jī)化修飾。改性后的

2、APATP和APHNTs表面鏈接有末端為氨基的有機(jī)短鏈，在一定的pH值下會(huì)使負(fù)電性的粘土表面變?yōu)檎娦缘谋砻?，從而?shí)現(xiàn)粘土與GO的復(fù)合。
　　選用天然的管狀埃洛石粘土與石墨烯復(fù)合制備埃洛石/石墨烯復(fù)合材料。首先對(duì)埃洛石納米管(HNTs)進(jìn)行酸處理，然后采用硅烷偶聯(lián)劑APTES對(duì)粘土外表面進(jìn)行有機(jī)化修飾。改性后的埃洛石納米管APTES-HNTs(APHNTs)由于分子末端氨基短鏈的存在，在酸性條件下可轉(zhuǎn)化為正電。帶正電的APHNTs

3、納米管和帶負(fù)電的GO納米片以靜電相互作用復(fù)合得到APHNTs/GO復(fù)合物。采用水合肼還原復(fù)合物，使GO轉(zhuǎn)化為石墨烯，最終制得HNTs@rGO復(fù)合材料(HGC)。我們對(duì)HGC用作吸附劑吸附水中的染料以及超級(jí)電容器的電極材料進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明HGC對(duì)水中的羅丹明B(RhB)染料具有優(yōu)異的吸附性能;用作超級(jí)電容器電極材料時(shí)也具有良好的電化學(xué)性能。表明HGC在廢水處理和能源存儲(chǔ)問題方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　選用天然納米短棒狀凹凸

4、棒(ATP)與石墨烯(rGO）復(fù)合制備凹凸棒土/石墨烯復(fù)合材料。通常情況下，ATP的表面為負(fù)電性，實(shí)驗(yàn)中選用APTES來對(duì)其進(jìn)行表面改性。得到的APTES-ATP(APATP)顆粒表面由于分子末端有氨基短鏈的存在，在一定的酸性條件下呈現(xiàn)正電性。通過正負(fù)電荷間靜電相互作用使得帶正電的APATP短棒和帶負(fù)電的rGO納米片復(fù)合。分別采用熱還原法和水合肼還原法還原ATP@GO復(fù)合物制得ATP@rGO(AGC)復(fù)合材料。將AGC作為吸附劑對(duì)水中的