氧化石墨烯及其復合材料對重金屬銅的吸附性能研究.pdf

1、銅是與人類關系非常密切的重金屬材料，并已廣泛應用在電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域。但由于銅材料的加工和腐蝕隨之產生了重金屬廢水，給環境和人體的健康造成了嚴重的傷害。如何有效地去除及回收重金屬材料成為當今環境保護工作面臨的首要問題。與其他重金屬去除方法相比，吸附法簡易，且在處理成本方面顯示出較大的優勢，因此，具有廣泛的應用前景。
　　 本論文以氧化石墨烯為原材料，通過化學物理改性，制備了一系列重金屬離子吸附劑材料。

2、并就其對水溶液中銅離子的吸附行為進行了系統的研究，取得了以下研究結果:
　　 (1)采用改性的hummers方法制備氧化石墨烯作為吸附劑，去除水溶液中的重金屬銅離子。測定了溶液pH值，反應時間，Cu(Ⅱ)的初始濃度，吸附劑用量等參數對吸附性能的影響。結果表明，吸附過程符合Freundlich等溫線，在初始pH值為5.3，反應時間150 min時達到吸附平衡，吸附容量為117.5 mg/g。將負載了銅離子的氧化石墨烯置于HCl溶液

3、中可將Cu2+解析出來，實現氧化石墨烯的重復利用。研究結果表明氧化石墨烯材料重復利用10次后吸附量仍能達到初始吸附量的90％以上。由此表明，氧化石墨烯是水溶液中去除銅離子極為有效的一種吸附材料。
　　 (2)制備了質量比為1∶10的還原氧化石墨烯與交聯殼聚糖的復合材料(標記為CS/RGO10)和質量比為1∶10的氧化石墨烯與交聯殼聚糖的復合材料(標記為CS/GO10)。系統研究了上述二種材料與交聯的殼聚糖（標記為CS）對水溶液中

4、銅離子的吸附性能。通過溶液pH，反應時間，吸附劑的量，銅離子的初始濃度等參數的研究，得出體系的最佳吸附條件。實驗結果表明:CS/RGO10、 CS/GO10的吸附性能優于單一材料CS的吸附性能。在初始溶液pH值為5.0，反應時間120 min時反應達到吸附平衡，CS、CS/RGO10、 CS/GO10吸附容量分別為137.5，150，202.5mg/g。由此表明，CS/GO10是水溶液中去除銅離子最為有效的吸附材料。上述三種材料的吸附行

5、為均符合Freundlich等溫線。
　　 (3)采用巰基修飾的氧化石墨與殼聚糖復合制備了CS/GO-SH吸附材料，以去除水溶液中的重金屬銅離子。測定了溶液pH值，反應時間，Cu(Ⅱ)的初始濃度，吸附劑的量等參數對吸附性能的影響。紅外光譜分析證明巰基已成功接枝到了GO材料上。吸附研究結果表明，經巰基改性，CS/GO-SH材料由于含有豐富的巰基，羥基，羧基，環氧基，烷氧基等官能團而對Cu2+呈現良好的吸附特性。靜態吸附實驗結果表明