论文部分内容阅读
氧化石墨是近年来关注度较高的碳材料之一。石墨经氧化后，表层具有丰富的-COOH、-OH、-COH等含氧基团，氧化石墨的层间距相较于石墨也大大增加，这为功能膜材料及氧化石墨复合材料的合成提供基础。由于氧化石墨优异的物化性能，在电、催化剂、环保等方面都得到了广泛的应用。在本论文中，采用修正的Hummers法，利用天然石墨的深层氧化，制备得到氧化石墨。单层的氧化石墨烯主要是通过氧化石墨超声剥离后形成，将其分别用于合成GO-Al13、CoFe2O4/GO、Fe/La-CTAB-GO复合材料，并采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、BET表征手法对其进行表征。最后将三种复合材料各自应用于去除溶液中的Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)，并采用原子吸收分光光度计（AAS）测定其吸附效果。 (1)GO-Al13复合材料层间距相比于石墨和氧化石墨都有较大增加，稳定性也较好，可循环利用多次。首先对GO-Al13表征，再将其应用于溶液中Cd(Ⅱ)的去除。实验结果表明：氧化石墨与天然石墨相比层间距增加，表面极性基团大量出现。复合材料在去除水中Cd(Ⅱ)离子的效果也较好，60min内即可达到吸附平衡状态。当聚合羟基铝溶液的碱化度为2.4，最佳pH值为6.0时，将10mg吸附剂加入到溶液中，吸附率可高达99％。整个吸附去除过程符合准二级动力学方程和朗格缪尔吸附等温方程。 (2)CoFe2O4/GO复合材料对Pb(Ⅱ)离子吸附的主要机制可能为静电相互作用。对CoFe2O4/GO进行表征并将其应用于Pb(Ⅱ)离子的吸附中，实验结果表明：当Pb(Ⅱ)离子初始浓度为20mg/L，溶液pH值为6.0，吸附时间在120min时，效果即可达到最优，可以达到99.2%，整个吸附重金属离子的过程符合准二级动力学方程以及朗格缪尔吸附等温方程，且吸附进程是自发并吸热的过程。 (3)氧化石墨经 CTAB改性后，引入铁、镧离子合成Fe/La-CTAB-GO复合材料，将该复合材料应用于水中Cu(Ⅱ)的去除。实验结果表明：当Cu(Ⅱ)离子初始浓度为10mg/L，pH为7.0，吸附剂用量为15mg，吸附时间为90min时，水中的去除率可达98%以上。Cu(Ⅱ)离子的吸附去除过程不仅能很好的符合准二级动力学方程，对朗格缪尔吸附等温线也能较好地拟合，且吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附过程是自发且吸热的。