基于石墨烯載體的鐵基除砷材料制備及性能評(píng)估.pdf

1、砷是一種毒性很強(qiáng)的原生質(zhì)毒物，近年來(lái)水體砷污染已經(jīng)成為危害水體環(huán)境的世界性問(wèn)題，去除水體中砷日益受到廣泛關(guān)注。吸附法是砷去除工藝中最有效的方法之一，因此優(yōu)質(zhì)吸附材料的研究至關(guān)重要。
　　 本文以氧化石墨為前驅(qū)體，分別將磁鐵礦、赤鐵礦和零價(jià)鐵三種形態(tài)的鐵負(fù)載到石墨烯上，制備出石墨烯負(fù)載磁鐵礦(M-RGO)、石墨烯負(fù)載赤鐵礦(H-RGO)和石墨烯負(fù)載零價(jià)鐵(N-RGO)三種復(fù)合材料，并通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了材料的制備條件。通過(guò)FTIR

2、、XRD、XPS、SEM和EDX等方法對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、晶型結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)和元素分布等進(jìn)行了分析。研究比較了三種材料的除砷性能，如吸附動(dòng)力曲線、吸附等溫線、pH值范圍、溫度和共存離子對(duì)除砷效果影響。對(duì)三種材料的除砷機(jī)理進(jìn)行了初步的研究。
　　 結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4、Fe2O3和Fe0三種不同形態(tài)鐵很好的負(fù)載石墨烯載體上，成功的制備出M-RGO、H-RGO、N-RGO三種負(fù)載不同鐵形態(tài)的復(fù)合材料。三種材料吸附As(Ⅲ)的動(dòng)力曲線遵從

3、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附等溫線符合Langmuir模型，在相同條件下，其吸附容量依次為N-RGO＞M-RGO＞H-RGO。三種材料均在弱酸性至中性條件下對(duì)As(Ⅲ)有較好的吸附效果，M-RGO和H-RGO材料受pH值影響較小，且吸附As(Ⅲ)的最佳pH值范圍較N-RGO材料寬。三種材料在溫度為30℃～40℃范圍內(nèi)對(duì)As(Ⅲ)有良好的吸附能力。對(duì)比三種材料對(duì)共存離子的抗干擾能力，發(fā)現(xiàn)N-RGO材料抗干擾能力最強(qiáng)，其次是H-RGO材料，M-R