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人类活动向环境中释放了大量的污染物,这些污染物会通过食物链等各种方式进入到人体中,对人类健康构成严重威胁。其中由工业活动所排放的各种有毒化学品,如重金属和有机化合物等引起的水污染问题尤为突出。因此,制备用于去除水中重金属和有机化合物等污染物的高效吸附剂是目前研究的热点。氧化石墨烯(Granphene oxide,GO)是一种新型的碳纳米材料和重要的石墨烯衍生物,具有层片状结构、大比表面积、良好的分散性和丰富的含氧官能团,这促进了GO作为复合材料支撑材料的应用。本论文制备了多种功能化GO复合材料,对所得的样品做了大量的表征分析,并利用静态吸附实验研究了三种功能化GO复合材料从水溶液中去除污染物的性能。本论文主要的研究内容如下:(1)采用原位生长法制备了由β-环糊精修饰GO的复合材料(β-CD-GO),并用于吸附无机重金属离子(Pb(Ⅱ))和有机污染物(1-naphthol)。考察了不同环境因素影响下β-CD-GO的吸附性能。吸附动力学显示Pb(Ⅱ)和1-naphthol在β-CD-GO上的吸附遵循准二级动力学模型,表明化学吸附是速率限制的主要因素。在303 K温度时,利用Langmuir等温线模拟β-CD-GO对Pb(Ⅱ)和1-naphthol的最大吸附容量分别为149.56和207.66 mg.g-1。根据宏观吸附实验和微观表征分析结果,我们判定Pb(Ⅱ)的主要机理是表面络合和静电作用,1-naphthol在β-CD-GO上吸附的主要机理是π-π相互作用。实验结果为从实际废水中去除Pb(Ⅱ)和1-naphthol提供了新的思路。(2)多巴胺与肟基的有效结合能显著提高吸附性能。为了表征多巴胺与水杨醛肟质量比在提高吸附性能中所起的作用,通过快速一步法成功合成了具有不同多巴胺与水杨醛肟质量比(即1:0.5、1:1、1:2和1:4)的新型聚多巴胺/水杨醛肟官能化磁性氧化石墨烯(MGO-PDA/oxime)。结果表明,多巴胺与水杨醛肟的质量比影响了聚合物壳的厚度、官能团、结晶度、表面电荷,以及复合材料的吸附容量。MGO-PDA/oxime中多巴胺与水杨醛肟的质量比为1:2(即MGO-PDA/oxime-2)时表现出最佳的Pb(Ⅱ)去除性能,最大吸附量为261.55 mg·g-1,Pb(Ⅱ)在MGO-PDA/oxime-2上的吸附速度快,对pH和温度依赖性强。MGO-PDA/oxime-2材料吸附效率高、易分离和重复性好,可作为重金属污染清除的合适材料。(3)利用GO和ZIF-8在磁性氧化铁颗粒上的逐层组装方法,成功地制备了一种新型强磁性核壳微球复合材料(Fe3O4@GO@ZIF-8)。采用多种不同的表征技术对复合材料的物理化学性质进行了全面调查。结果表明,Fe3O4@GO@ZIF-8具有高饱和磁化强度,大比表面积和相当丰富的官能团。考察了时间、pH、初始浓度和温度对Fe3O4@GO@ZIF-8吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ)性能的影响。静态吸附实验结果表明Fe3O4@GO@ZIF-8具有快速吸附动力学和良好的吸附性能。根据离子扩散模型和XPS分析可知,As(Ⅲ)和As(V)在Fe3O4@GO@ZIF-8上的吸附是表面络合和静电作用的结果。此外,Fe3O4@GO@ZIF-8具有良好的可回收性和结构稳定性。这些研究证明了 Fe3O4@GO@ZIF-8在富砷污染物吸附分离中的潜力。综上所述,这三种GO复合材料显示出优异的吸附性能和循环利用价值,这些发现对高效吸附材料的开发和设计具有重要的理论指导意义。