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石墨烯及其纳米复合材料对重金属的吸附

2020-04-17 09:47:15      点击:515
石墨烯及其纳米复合材料对重金属的吸附由于很多行业(如金属电镀、采矿、冶炼、制革厂等)废水的排放,水体被PTEs(铜、铬、镉、铅、铁、汞、银、锌、镍、锰)污染。由于PETs具有持久性和顽固性,可在生物体积累,当超过一定范围时对人体生理学和其他生物系统有潜在的破坏性影响(4]。石墨烯纳米吸附材料去除水中重金属离子的研究日益增加(表2)。石墨烯基材料对重金属离子吸附的机理是非常复杂的,比如物理吸附以及金属离子和吸附剂表面官能团之间的化学作用,这些不同的相互作用促进了吸附的发生。
XPS结果表明,氧化石墨烯纳米片的对于重金属的吸附主要是由石墨表面的含氧基团与金属离子的表面络合作用控制的。
与聚苯胺相比,PAN/RGO对Hg(I)的最大吸附量从515mg/g增加到了1000mg/g。
Ren等2]制备了RGO/8-MnO,材料来去除水溶液中的Cu(IⅡ)和Pb(II)。石墨烯在吸附的过程中扮演着双重角色,首先,它可以作为二氧化锰纳米粒生长的基质,其次,它可以预防纳米粒的聚集。RGO/8-MnO,表面的含氧官能团,如羟基氧(C-0H和Mn-OH)和羧基可以作为路易斯酸,通过在RGO/8-
MnO,表面形成配合物来吸附 Cu(IⅡ)和Pb(IⅡ)。由于金属离子能插入到层状MnO2中,RGO/8-MnO2的吸附容量大大的增加。
Zhao等[28]报道了多层氧化石墨烯纳米层可以去除水溶液中的Pb(IⅡ)。在pH为1.0~8.0,对Pb(II)吸附量随pH的增大而增大,超过此范围,pH增加会降低吸附效率。而离子强度对吸附效率没有明显影响,由Langmuir吸附等温模型得出在温度为293K、313K、333K时最大吸附量分别为842mg/g、
1150mg/g、1850mg/g。多层氧化石墨烯对Pb(Ⅱ)的高的吸附量归因于与Pb(I)充分的表面络合和本身丰富的含氧官能团。
研究表明,石墨烯及其纳米复合材料是去除水中不同类型的金属离子的理想材料。其有作为吸附剂的诸多优点,如高的吸收容量和吸附速度。尽管该领域的研究已经取得长足的进展,石墨烯及其纳米复合材料仍需要进一步的研究来实现工业应用。

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