改性石墨烯海綿材料的制備及吸附性能研究.pdf

1、石墨烯由于其特殊的結(jié)構，擁有較大的比表面積,同時具有吸附容量大，吸附迅速等特點，可以被用作新型吸附材料。但是傳統(tǒng)的石墨烯二維材料不能從水中很好地收集和分離，給其應用帶來了一些障礙。本文通過氧化石墨烯分別和氨基三亞甲基膦酸（ATMP）、植酸（Phytic acid）反應制得兩種石墨烯海綿材料ATMP-GS和PA-GS，將制備的材料開展對鈾和亞甲基藍的吸附實驗，考察了各種實驗條件對吸附效果的影響。為了探討研究制備的石墨烯海綿材料對鈾和亞甲基

2、藍的吸附過程,我們從吸附動力學和吸附熱力學兩個方面研究了兩種石墨烯海綿材料對鈾和亞甲基藍的吸附。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　1.材料ATMP-GS在pH=5.0時吸附鈾的效果最好，吸附在3小時內(nèi)即可達到平衡，最大吸附容量為96mg/g，溫度對其吸附鈾的能力影響不大。ATMP-GS吸附鈾的動力學過程屬于準二級動力學模型，Langmuir和Freundlich吸附等溫模型均可較好地用來描述ATMP-GS對鈾的吸附；溫度為室溫時，ATM

3、P-GS對亞甲基藍的吸附在2.5小時左右達到平衡，當亞甲基藍的質(zhì)量濃度為70mg/L時最大吸附量為112.46 mg/g。Langmuir等溫吸附模型對于描述ATMP-GS吸附亞甲基藍的平衡過程較合適。進一步從熱力學方面考察了 ATMP-GS對亞甲基藍的吸附，結(jié)果表明吸附過程是熱力學自發(fā)的。
　　2.材料PA-GS吸附鈾的最佳pH為5.5，最大吸附鈾容量為110.23mg/g，吸附在4小時左右達到平衡，溫度對該材料吸附鈾能力影響不

4、大，吸附過程為準二級動力學吸附且符合Langmuir吸附等溫模型；PA-GS在對亞甲基藍的吸附中，在大約240min時達到吸附平衡，當溫度為室溫，亞甲基藍初始濃度為60mg/L時實驗測得最大吸附量為92.7mg/g,吸附過程用準二級動力學來描述更合適，吸附符合 Langmuir等溫模型表明 PA-GS吸附亞甲基藍的過程為單層吸附。熱力學結(jié)果表明吸附的過程是自發(fā)的，在較高的溫度下有利于對亞甲基藍的吸附。
　　3.分別對兩種材料進行了