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多种重金属离子常共存于水体环境中,构成环境污染的重要来源,砷和镉是其中比较常见的重金属离子。氧化石墨烯用于吸附重金属离子表现出良好的性能,但其缺点是难于分离,不利于循环利用。有研究者把磁性粒子负载于碳纳米材料上,合成了既具有纳米材料的高效吸附性,又具有磁性材料易分离特征的磁性碳纳米材料。在本文中,采用改性的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),并采用化学共沉淀法把四氧化三铁纳米粒子负载在于GO上,制成了磁性氧化石墨烯(MGO)。采用扫描电镜(SEM)、Zeta电位仪、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和震动样品磁强计(VSM)对MGO纳米复合物进行了表征。研究了MGO对Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附动力学和吸附等温线方程,考察了初始pH值和温度对其吸附性能的影响并研究了MGO的重复使用效果。采用双体系系统:Cd(Ⅱ)-As(Ⅴ),研究了MGO的多组分吸附行为。改变MGO对Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附次序,探讨了其吸附机理。结果表明,MGO具有明显的二维结构,其表面褶皱丰富,并能被四氧化三铁纳米粒子负载;当pH<3.5时,MGO表面带正电,当pH>3.5时,MGO表面带负电,等电点为3.5;当温度为30℃时,MGO对Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附效果均达到最佳;MGO的饱和磁化强度为31.2emu/g,能在磁场作用下轻易分离;所有动力学数据能被伪二级动力学模型很好拟合,吸附7小时之后,基本达到吸附平衡;在MGO进行单组份吸附时,其平衡数据均符合Langmuir模型,MGO对Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为80.059mg/g、5.857mg/g;在Cd(Ⅱ)-As(Ⅴ)双组份体系中,随着As(Ⅴ)浓度的增加,Cd(Ⅱ)的吸附量有明显增加;随着Cd(Ⅱ)浓度的增加,As(Ⅴ)吸附量也有所增加,但是增量不如前者显著。As(Ⅴ)与Cd(Ⅱ)吸附顺序能明显影响它们在MGO上的吸附性能,在先吸附Cd(Ⅱ)后吸附As(Ⅴ)的体系中,Cd(Ⅱ)的吸附量比同时吸附体系有所下降,但仍优于单独吸附体系;而As(V)的吸附量则比同时吸附体系和单一吸附体系分别下降了40.8%和31.2%。在先吸附Cd(Ⅱ)后吸附As(V)的体系中,两种物质的吸附量与同时吸附体系非常接近且都优于单独吸附体系。结果表明As(V)和Cd(Ⅱ)在MGO表面的协同吸附机理是多种吸附机制相互作用:不仅存在离子交换和配体交换,同还在MGO表面发生沉淀作用,形成三元络合物。