氧化石墨烯復(fù)合海綿制備及吸附性能研究.pdf

1、水是最必要的一種資源，影響著全世界的經(jīng)濟(jì)水平、社會(huì)狀態(tài)、政治背景以及環(huán)境情況。目前，由于各種工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都遇到重大的水資源污染難題。污染物主要包括金屬、染料、生物可降解的廢物、磷酸鹽和硝酸鹽、沉積物、氟化物、危險(xiǎn)和有毒的化學(xué)物質(zhì)、放射性污染物等等。由于這些染料以及重金屬有毒，不可生物降解，而且對(duì)人體健康有害，吸引了全世界的關(guān)注。而吸附法是如今最常用的一種處理方法，因此，非常有必要尋找一種高效、價(jià)格低廉、

2、不產(chǎn)生二次污染的吸附材料將染料以及重金屬?gòu)墓I(yè)廢水中除去。
　　石墨烯是一種新型的碳材料，具有二維結(jié)構(gòu)和許多優(yōu)良的特性。因?yàn)槭┚哂泻芎玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性以及大的比表面積，理論上是2600 m2/g，因此石墨烯可以在水處理領(lǐng)域中作為一種很好的吸附劑。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的一種基本衍生物，化學(xué)結(jié)構(gòu)基本類似，只是它的大分子結(jié)構(gòu)上與一些含氧基團(tuán)相連，如羥基、環(huán)氧基、羰基、羧基等，因此，氧化石墨烯除了具有石墨烯卓越的特性外，還具有親水性

3、，表面也易于被其他功能化基團(tuán)修飾。殼聚糖（CS）由于無(wú)毒，不產(chǎn)生二次污染，且具有親水性、生物相容性、抗菌性和生物可降解性，被稱作“綠色的水處理材料”。
　　本課題以聚乙烯醇（PVA）作為海綿基體，采用交聯(lián)發(fā)泡法制備了氧化石墨烯/殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合海綿（GCS），通過(guò)紅外光譜、掃描電鏡以及透射電鏡等手段對(duì) GCS的微觀形態(tài)、結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了表征，并測(cè)試了復(fù)合海綿的基本表面性能，如吸水率、保水率、表觀密度、孔隙率以及彈性回復(fù)率等等。之

4、后將氧化石墨烯/殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合海綿分別用于吸附活性紅染料37（AR37）、銅離子以及鉛離子，探究了海綿質(zhì)量、溶液初始濃度以及吸附時(shí)間等因素對(duì)吸附性能的影響，比較了具有不同氧化石墨烯含量的復(fù)合海綿吸附性能的差異，并對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了研究，同時(shí)擬合了吸附動(dòng)力學(xué)方程以及吸附等溫方程。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧化石墨烯/殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合海綿（GCS）呈多孔結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的表面性能和吸附性能。復(fù)合海綿的吸水率高達(dá)873％，表觀密度為0.2