石墨烯對水中溶解油的吸附性能研究.pdf

1、近年來，海洋石油事故頻發(fā)，對海洋生物的生存帶來了極大的威脅。研究發(fā)現，水體中的溶解油對海洋生物的危害最大，它與水體中的生物直接接觸，形成致命的毒物。由于水中溶解油的含量低、海水成分以及海洋的自然環(huán)境復雜等因素，致使目前對于海水中溶解油的處理缺乏系統(tǒng)的研究。在此基礎上，本論文研究了石墨烯材料對水中溶解油的吸附行為。
　　本文采用氧化高溫熱還原的方法制備石墨烯，并通過SEM、TEM、Raman、XRD、BET、XPS和接觸角等表征手段

2、對材料的表面形貌、微觀結構、元素組成、價態(tài)變化、親油疏水性等進行分析。SEM和TEM分析結果顯示石墨烯呈蓬松狀結構，薄片幾乎呈透明的薄紗狀且具有少量的波紋。BET計算結果顯示石墨烯具有中孔結構，其比表面積為290g/cm2。接觸角測量結果表明石墨烯材料具有超親油性和超疏水性。XPS分析結果證明石墨烯材料的C/O遠大于氧化石墨的C/O比，且結構含有C–O(碳氧鍵)、C=O（羰基）和O=C–OH（羧基）等官能團。
　　石墨烯對水中溶解

3、油的吸附實驗結果表明：石墨烯對水中溶解柴油和原油的的吸附分別在45min和120min時達到平衡，吸附容量分別為241.87mg/g和9.98mg/g；石墨烯對水中溶解油的吸附動力學曲線符合擬二階方程，并且Freundlich模型對其吸附等溫線具有很高的相關性，擬合參數n為1.272，說明該吸附過程容易發(fā)生。比試驗表明石墨烯材料對水中溶解油的吸附能力大于活性炭和膨脹石墨的吸附能力，且材料具有較強的耐酸堿性能。石墨烯材料在不同鹽度水體中對

4、溶解油的吸附影響試驗顯示：在鹽度為3.5％時，石墨烯對水中溶解油的吸附容量和去除效果最好。溫度的升高有助于增強材料的吸附和去除能力。
　　利用SEM、TEM、Raman、XRD、BET、XPS和接觸角的表征結果以及吸附動力學和吸附等溫線的試驗數據，對石墨烯材料吸附水體中溶解油的機理進行探討，具有大比表面積和高表面疏水性的石墨烯對水中溶解油的分子表現出很強的吸附親和力。此外，所制備的石墨烯具有蜂窩晶格結構，是由碳原子通過σ鍵結合在一