透析膜輔助氧化石墨烯分散液吸附分離水中低濃度稀土離子的研究.pdf

1、本論文針對(duì)當(dāng)前南方稀土礦山廢水中低濃度稀土離子高效分離技術(shù)的瓶頸，特別是應(yīng)用納米吸附劑普遍存在的二次污染問(wèn)題，基于大分子氧化石墨烯膠體的超強(qiáng)吸附功能和透析膜的篩分性能，創(chuàng)造性地提出了氧化石墨烯膠體與透析膜組合用于低濃度稀土離子的吸附分離的方法，系統(tǒng)研究了時(shí)間、pH值、溫度、離子強(qiáng)度、氧化石墨烯的片徑對(duì)吸附平衡的影響，建立了吸附過(guò)程的熱力/動(dòng)力學(xué)模型，研究了脫附過(guò)程主要影響因素，如pH值、離子強(qiáng)度、脫附時(shí)間等，并對(duì)稀土離子透過(guò)透析膜在氧化

2、石墨烯上的脫附進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，最后評(píng)價(jià)了氧化石墨烯的再生循環(huán)使用性能。
　　研究表明，在pH=5.9±0.1，T=303K的條件下，微米氧化石墨烯(MGO)對(duì)Gd3+、Y3+、Eu3+和Tb3+的最大吸附量分別是281.03 mg/g、179.86 mg/g、267.91 mg/g和265.62 mg/g，遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)報(bào)道的其他吸附材料，而亞微米氧化石墨烯(SMGO)分別為354.91 mg/g、340.54 mg/g、374.3

3、2 mg/g和366.82 mg/g。溶液的pH是影響GO吸附稀土離子性能的關(guān)鍵因素。熱力/動(dòng)力學(xué)分析顯示GO對(duì)這4種稀土離子吸附是一個(gè)吸熱的、自發(fā)的單層吸附過(guò)程，符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附模型。脫附研究表明Gd3+、Y3+、Eu3+和Tb3+在氧化石墨烯上脫附均符合擬二級(jí)脫附動(dòng)力學(xué)模型，其中脫附液的pH值是影響脫附的關(guān)鍵因素。在pH=0.9的條件下，Gd3+、Y3+、Eu3+和Tb3+最大脫附率分別為90.00％、92

4、.11%、91.21%和90.09%。有意義的是在連續(xù)吸附-脫附4次后，脫附率仍分別達(dá)到85.15%、74.26%、76.82%和75.27%，吸附容量仍分別達(dá)到220.23 mg/g、138.73 mg/g、230.45 mg/g和216.33 mg/g?？傊?，氧化石墨烯(GO)是一種高性能的、可再生的分離富集稀土離子的吸附劑。特別有意義的是GO與透析膜組合方便地解決納米吸附劑分離困難造成的二次污染問(wèn)題，為納米吸附劑實(shí)際應(yīng)用于水污染處