γ-Fe2O3-石墨烯納米復(fù)合材料的制備及對水中DFS和SMX的吸附研究.pdf

1、吸附法由于其操作簡單、不易產(chǎn)生二次污染、污染物去除效率高等優(yōu)勢，被認(rèn)為在去除醫(yī)藥品及個(gè)人護(hù)理品（PPCPs）等有機(jī)污染物方面具有很好的應(yīng)用前景，而吸附法的關(guān)鍵就是制備簡單，重復(fù)利用性好的高效吸附劑。因此，本課題基于吸附性能良好的新興材料石墨烯，在改進(jìn)了制備方法基礎(chǔ)上，針對其難以分離回收的缺點(diǎn)進(jìn)一步制備γ-Fe2O3/石墨烯納米磁性復(fù)合材料作為吸附水中有機(jī)污染物的吸附劑。
　　本課題首先通過改進(jìn)氧化還原法制備了石墨烯，通過對其進(jìn)行T

2、EM、AFM、FTIR、XRD等表征觀察并分析吸附劑的形貌和結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)成功制備了厚度在1.46nm左右片層比較均勻穩(wěn)定的石墨烯，而且保留了多種表面官能團(tuán)和活性位點(diǎn)。以亞甲基藍(lán)為例研究石墨烯吸附效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明溫度升高對吸附有促進(jìn)作用，最大吸附量隨溫度升高而增大；pH增大時(shí)，脫色率增加，且初始濃度越高影響越明顯，主要可能是偏堿性條件下吸附劑和吸附質(zhì)間靜電作用加強(qiáng)；隨著初始濃度增加脫色率下降，但吸附量有所增大。吸附在180min左

3、右達(dá)到平衡，反應(yīng)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，吸附等溫線符合Langmuir等溫吸附模型。
　　在此基礎(chǔ)上，為解決石墨烯不易分離等缺點(diǎn)，本課題采用改進(jìn)原位生長法成功制備γ-Fe2O3/石墨烯納米磁性復(fù)合材料，通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析了復(fù)合材料的性能改進(jìn)。材料上生長的磁性粒子飽和磁化強(qiáng)度為3.8emu/g，使其易于分離回收。以典型PPCPs污染物雙氯芬酸鈉和磺胺甲基異惡唑?yàn)槔芯扛牧己螃?Fe2O3/石墨烯對水中新興有機(jī)污染物吸附效果。實(shí)驗(yàn)

4、表明隨著pH和初始濃度的增加污染物去除率明顯下降，pH≤5時(shí)吸附去除效果更好，但吸附量會隨著污染物濃度增加而增加；吸附反應(yīng)速率很快，5分鐘接近吸附平衡，且去除率可以達(dá)到80％以上；反應(yīng)均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，吸附等溫線模型擬合更加符合Freundlich吸附模型。機(jī)理研究表明氫鍵和靜電作用是驅(qū)動吸附的主要作用力，鐵氧化物強(qiáng)化了吸附效果，不僅使吸附劑可以磁分離，還導(dǎo)致其表面含有豐富的含氧官能團(tuán)。
　　通過不同材料的吸附效果對比可以看