利用回收石墨制备的氧化石墨烯及其吸附性能

以浮选法从脱硫渣中回收的石墨为原料,采用HUMMERS法制备氧化石墨烯,并以阳离子艳红为目标污染物对氧化石墨烯的吸附性能进行研究。研究表明从脱硫渣中回收的石墨为鳞片石墨,与天然鳞片石墨在晶体结构、形貌等方面无明显差异。2种石墨经氧化后均形成了含有C-OH、-COOH和C-O-C等官能团的氧化石墨烯。氧化石墨烯对阳离子艳红的吸附速率非常快,在5 min后能达到吸附平衡,理论最大吸附量为714 mg·g-1,吸附过程符合Langmuir等温式。     

氧化石墨烯修饰MoS2-PAN吸附膜对铜离子吸附性能的影响

通过氧化石墨烯(GO)对硫化钼(MoS₂)-聚丙烯腈(PAN)进行改性处理,采用相转化法成功制备了对水溶液中Cu²⁺进行吸附的GO-MoS₂-PAN改性吸附膜。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及接触角测试对该吸附剂材料进行了表征。探究了不同GO固含量对GO-MoS₂-PAN改性吸附膜的孔隙率、纯水通量以及接触角的影响。在pH为5、Cu²⁺质量浓度为100 mg·L^-1的溶液中,GO固含量为0.03%的改性吸附膜对Cu²⁺的最大平衡吸附量达到224.28 mg·g^-1,且其脱附率为84%。结果表明,改性吸附膜对溶液中Cu²⁺的吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,热力学分析结果表明该吸附过程为自发吸热过程。     

乙二胺还原的氧化石墨烯对镉离子的动态吸附

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附剂材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。考察了动态条件下Cd2+溶液的初始浓度、流速及吸附床高度对穿透曲线的影响,同时利用Bed-Depth-Service Time(BDST)模型对吸附床高度与穿透时间的关系进行线性拟合分析,研究了RGO对Cd2+溶液的动态吸附性能。结果表明,RGO可以有效地去除水溶液中的Cd2+,随着吸附床高度的增加,离子的去除率增大,穿透时间延长;当溶液初始浓度增大时穿透时间缩短,离子的去除率减小;而溶液的流速加快,穿透时间和去除率都相应减小。吸附床高度与穿透时间的关系可用BDST模型较好地进行描述,预测新的操作条件下的穿透时间与实验值误差均小于5%。     

TiO2/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附As(Ⅲ)

用化学混合法将采用Hummer方法制备的氧化石墨烯加载到了二氧化钛/壳聚糖基复合微粒中,并用于水中As（Ⅲ）的去除。通过扫描电镜、Zeta电位仪和BET比表面积分析仪对微粒进行了表征。结果表明,经改性后的二氧化钛/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒在紫外光照下最大吸附容量可达12.43 mg·g-1,而二氧化钛/壳聚糖微粒的最大吸附量仅为4.97 mg·g-1。吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线可用Langmuir模型描述。随pH值的增加,吸附剂对As（Ⅲ）的吸附量逐渐减小。该新型复合微粒吸附剂制备方式、合成条件简单,具有吸附容量较高和易于固液分离再生的优点,因此对水中除As（Ⅲ）有较好的应用前景。     

氧化石墨烯复合物对重金属废水中Ni~(2+)吸附效果的实验研究

正研究了氧化石墨烯复合物(MGO-SH)对含镍废水中Ni 2+的吸附性能。结果表明,MGO-SH吸附材料上有丰富的官能团,对Ni 2+有较强的吸附能力,去除率可达95%以上;较低Ni 2+初始质量浓度(≤25mg/L)下,吸附拟合结果与Freundlich吸附等温线模型较吻合;在采用该材料处理含Ni 2+工业废水时,应先将废水进行预处理,使Ni 2+低于25mg/L,再用MGO-SH吸附效果更佳。     

磁性还原石墨烯的制备及其对抗生素的吸附性能

针对日益突出的抗生素水污染问题,利用共沉淀法制备磁性还原石墨烯(rGO/Fe3O4),并研究其对污染物去除性能。通过考察pH、吸附时间、污染物浓度等影响因素,研究rGO/Fe3O4对四环素(TC)和磺胺嘧啶(SDZ)2种典型抗生素的吸附性能,并分析吸附机理。实验结果表明:rGO/Fe3O4对2种抗生素具有很好的吸附能力,对TC和SDZ的最佳吸附pH分别在4.0和5.0左右,对应的最佳吸附量分别达到(114.29±1.60)和(20.64±2.17)mg·g-1;对TC的吸附效果要好于SDZ。rGO/Fe3O4对2种抗生素污染物的吸附更符合准二级反应模型,表明吸附过程是由化学反应控制,而不是物理扩散控制,通过计算可知,TC的吸附速度要快于吸附SDZ。rGO/Fe3O4对TC和SDZ的吸附过程更接近 Langmuir 吸附等温方程,模拟的最大吸附量分别为123.46和28.49 mg·g-1,与实测值很吻合。rGO/Fe3O4具有优良的磁性分离效果,可以快速完成与液相污染物的分离;对rGO/Fe3O4吸附2种抗生素的机理主要包括π-π共轭作用、氢键作用、静电作用以及范德华力等,这些作用力使rGO/Fe3O4对抗生素具有优良的吸附性能。     

粉煤灰/氧化石墨烯复合材料吸附Hg (Ⅱ)

利用壳聚糖（CS）将氧化石墨烯（GO）交联到粉煤灰颗粒上,制备出粉煤灰/氧化石墨烯（FCGO）复合吸附材料。扫描电子显微镜（SEM）、漫反射红外光谱（DRIFT）和X射线电子光谱（XPS）对FCGO的研究表明GO被成功负载到粉煤灰上。静态吸附实验表明pH值接近中性时有利于FCGO对Hg（Ⅱ）的吸附,共存阴离子促进而阳离子抑制对Hg（Ⅱ）的吸附。动力学研究表明FCGO吸附Hg（Ⅱ）符合Elovich方程模型,饱和吸附量高达42.2 mg·g-1。非线性Redlich-Peterson模型比Langmuir和Freundlich模型更适合描述吸附过程。热力学参数ΔH0=12.20 kJ·mol-1,ΔS0=48.92 J·（mol·K）-1,ΔG0=-4.09 kJ·mol-1（333 K）表明吸附过程是吸热且自发进行的。分析吸附前后FCGO的DRIFT和XPS光谱,推测对Hg（Ⅱ）的吸附主要是静电吸引作用。     

氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂表面性能表征及其对腐殖酸的吸附特性研究

普通石英砂(RQS)滤料对腐殖酸(HA)的去除能力非常有限。以三氯化铁与氧化石墨烯(GO)为改性剂,对RQS进行改性,得到氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂(GO-IOCS),研究其吸附特性,并运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等手段进行表征。结果表明:(1)GO-IOCS对初始质量浓度低于5mg/L的HA溶液,吸附去除率高达98.57%,约为RQS的5倍;(2)GO-IOCS表面负载均匀密集的颗粒,且具有利于吸附的大量官能团(如—OH、C—O、C=O、Fe—O—C等);(3)GO-IOCS和RQS对HA的吸附动力学特性都符合准二级动力学模型,前者对HA的吸附速率约为后者的3倍;(4)GO-IOCS对HA的吸附除了静电作用外,还包括离子交换作用。     

Cu (Ⅱ)和Cd (Ⅱ)在氧化石墨烯/聚酰胺-胺复合材料上的竞争吸附

以“grafting to”法制备的氧化石墨烯/聚酰胺-胺（GO/PAMAMs）作为吸附剂,研究了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、初始离子浓度及吸附剂用量等因素对吸附过程的影响,探讨了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附机理。研究表明：GO/PAMAMs对Cu（Ⅱ）的吸附最佳pH值是5.0,Cd（Ⅱ）的最佳pH值为5.5;Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,等温吸附过程遵循Langmuir模型;热力学研究表明Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的吸附是自发进行的吸热过程,且属于物理吸附。     

N-K2Ti4O9/g-C3N4/UiO-66三元复合材料的协同光催化作用

采用溶剂热法制备N-K2Ti4O9/g-C3N4/UiO-66三元复合材料,并分别经X射线衍射（XRD）、场发射透射电镜（FETEM）、光致发光光谱（PL）、紫外可见吸收光谱（UV-vis）、X射线光电子价带谱（XPS）等予以表征。通过罗丹明（RhB）可见光催化降解实验研究,结果表明N-K2Ti4O9/g-C3N4/UiO-66三元复合材料的光催化性能明显优于单体N-K2Ti4O9、g-C3N4、UiO-66和N-K2Ti4O9/g-C3N4二元复合材料,三元复合材料协同增强的光催化活性是由于UiO-66对RhB吸附量大、g-C3N4传导电子空穴能力强以及复合促进了光生电荷分离的结果。     

氧化石墨烯高压膜的制备及其在水处理中的应用研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种理想的二维结构分离膜材料.从GO结构性质入手,探讨了GO混合基质膜和GO层压膜(GO膜)的制备及其在水处理中的研究现状与前景.分析了GO的添加方式对混合基质膜性能的影响,未来需要进一步对GO表面的活性基团进行改性以提高其分散性和与聚合物的相容性,并加强GO及改性GO的添加方式对膜性能影响的研究....     

氧化/吸附/混凝协同工艺处理焦化废水生物处理出水的过程及效果分析

针对焦化废水生物处理出水中继续存在多种有机污染物而影响达标及存在安全隐患的现状,基于废水中有机物的物理化学特性,构建了氧化/吸附/混凝的深度处理过程。在NaC lO投加量为40 mg/L,AC投加量为500 mg/L,PFS投加量为300 mg/L,反应时间为0.5 h,以及pH为7.0的最佳条件下,先氧化后吸附混凝,该过程可以实现COD去除率为75%以上,色度去除率80%以上,处理后的水样其COD值与色度值分别下降到60 mg/L及20倍以下;通过GC/MS方法分析处理前后水样中的有机物组分,发现水样中大部分单环芳香族化合物和多环芳香族化合物,部分含氮杂环化学物、有机氯化物以及溴化物被去除,但是,长链烷烃和部分芳香烃继续保留。研究结果证明了氧化/吸附/混凝协同工艺的效果与焦化废水生物出水中有机污染物的分子结构、存在形态形成构效关系,催化作用与氧化作用的协同是获得高效去除率的关键。     

氨基功能氧化石墨烯的制备(DH-GO)及其对废水中Cr(Ⅵ)的去除效果

本研究通过一步合成法,以二氨基胍盐酸盐(DH)为改性剂,以戊二醛为交联剂,制备了氨基功能化氧化石墨烯(DH-GO).利用单一变量法优化制备条件后,得到最优参数为:改性时间2.5h,温度35℃,pH=10,m(GO∶DH)=1∶5.通过红外和拉曼光谱、扫描电镜等手段对DH-GO进行了形貌的表征和结构的分析,发现改性材料表...     

吸附氧化/纳滤/吸附组合工艺处理丙烯腈工业废水

针对高浓度丙烯腈工业废水,采用絮凝、吸附氧化、纳滤以及吸附的组合工艺进行处理,考察了不同工艺过程处理高浓度丙烯腈工业废水的效果和费用。结果表明,废水经过絮凝-纳滤-吸附氧化处理工艺,使废水的COD降低到1 000 mg/L以下,氨氮含量低于25 mg/L,CN-含量降低至5 mg/L以下,满足丙烯腈工业废水处理出水指标要求,且操作费用适中,为实现丙烯腈生产工业废水的循环利用奠定了坚实的技术基础。     

还原氧化石墨烯/磷酸银光催化剂制备及其对卡马西平的降解

为进一步增强Ag_3PO_4的催化应用性能,采用水热还原法制备还原氧化石墨烯/磷酸银(rGO/Ag3PO4)复合光催化剂并对其进行表征;考察了氧化石墨烯(GO)掺量、溶液pH、光源对其光催化降解卡马西平效果的影响;通过对催化降解过程中活性物种的确定,初步推断其降解机理。结果表明,复合改性有助于提高Ag_3PO_4颗粒分散性,增强其光响应能力和光催化活性。当GO掺量为0.7%,初始pH为5～9时,全波段辐射处理初始浓度200μg·L~(-1),卡马西平在6 min内基本可实现对其完全降解。催化降解过程中光生空穴是主要的活性物质,其与羟基自由基、水合电子共同作用实现卡马西平的降解。     

Fe3O4@SA/GO凝胶球的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

以海藻酸钠为骨架,结合Fe3O4及氧化石墨烯制备了Fe3O4@SA/GO复合凝胶球.采用SEM、FT-IR、XRD、VSM等对制备的材料进行了表征分析,并且考察了Fe3O4@SA/GO对水中亚甲基蓝的吸附性能.结果 表明:Fe3O4@SA/GO凝胶球空隙较多,表面含有丰富的羧基、羟基等含氧官能团;材料磁性能良好,饱和磁...     

铁酸盐-还原石墨烯复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

以氯化铁(FeCl3·6H2O)、氯化锰(MnCl2·4H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化钴(CoCl2·6H2O)、氯化镍(NiCl2·6H2O)和氧化石墨烯(GO)为原料,制备了4种铁酸盐与还原氧化石墨烯(RGO)的复合材料(RGO-MFe2O4,M=Mn,Zn,Co或Ni),通过扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱仪进行了表征,系统研究了4种材料对亚甲基蓝的吸附。结果发现,RGO-NiFe2O4对亚甲基蓝的吸附能力最好,而对吸附起主要作用的是RGO。随着温度升高、染料初始浓度的增加和吸附时间的延长,RGO-NiFe2O4吸附量逐渐增大。RGO-NiFe2O4对亚甲基蓝的吸附动力学拟合符合伪二级动力学模型。吸附等温线模型拟合结果表明,Langmuir方程可以很好地描述其对亚甲基蓝的吸附。热力学参数ΔG0在不同温度下均为负值,ΔH0为正值,ΔS0为正值说明吸附过程是自发的吸热反应。     

磁性Fe3O4/石墨烯纳米复合材料催化降解水中17β-雌二醇

利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁 /石墨烯(Fe3O4 /GE)纳米复合材料,并将其与H2O2构成非均相Fenton体系用于催化降解水中微量的17β-雌二醇(E2),研究了初始pH值,初始H2O2浓度,催化剂用量对E2降解的影响。结果表明,Fe3O4/GE纳米复合材料在无需外加光源的条件下能够有效催化降解E2。在pH 7.0,E2初始浓度为1 mg/L,初始H2O2浓度为15 mmol/L,Fe3O4 /GE投加量为15 mg/L的条件下,反应8 h后可去除92.9%的E2。Fe3O4/GE具有便捷的磁分离特性和稳定的催化活性,经过7次循环使用后对E2的降解效率仍保持在91.5%左右。     

Pd/MCM-41对乙醇汽油车尾气排放乙醛的吸附和催化氧化性能

以正硅酸乙酯 (TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)为模板剂,采用水热合成法制备了MCM-41分子筛,以其为载体采用等体积浸渍法制得Pd/MCM-41催化剂,并用于乙醇汽油车冷启动排放乙醛的净化。采用氮气吸附脱附法(BET)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对Pd/MCM-41理化性能进行表征,并用原位傅里叶变换红外技术研究了Pd/MCM-41在空气氛围下对乙醛的净化机理。结果表明：Pd/MCM-41具有规整的六方孔道、孔径分布均匀、比表面积大的特点;常温下,Pd/MCM-41催化剂可快速吸附乙醛,吸附容量可达105 mg·g-1,而吸附在Pd/MCM-41上的乙醛在180~220 ℃之间即可发生氧化而生成CO2和乙酸。     

铁改性氧化石墨烯壳聚糖对重金属的去除效果

为揭示改性方式对复合材料去除重金属离子的影响,利用浸渍蒸发法和共沉淀法制备铁改性氧化石墨烯壳聚糖复合微球,分别命名为Fe-GOCS和Fe@GOCS。通过批实验,对比分析其在不同水环境(pH=3、7和11)下对As(Ⅴ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的去除效果,并结合FTIR、XRD、SEM和BET表征技术揭示去除机理。结果表明,随pH增加,Fe-GOCS和Fe@GOCS对As(Ⅴ)的去除率(r_e)呈不同的变化趋势,前者先增加后降低,pH=7时最高r_e为56.74%,而后者则逐渐降低,pH=3时r_e最大,为87.99%。表征结果证实2种材料对As(Ⅴ)的去除均与Fe—O键有关,去除效果存在差异的主要原因与其不同的载铁形态有关(前者为α-Fe₂O₃,后者为α-FeO(OH))。随pH增加,2种材料对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的r_e均逐渐增大,但去除效果在中性条件下最好,分别为49.45%和23.52%(Fe-GOCS),68.38%和50.85%(Fe@GOCS),但稍差于GOCS;对Cd(Ⅱ)的r_e也逐渐增大,但Fe-GOCS的最大r_e低于Fe@GOCS,分别为78.30%和99.16%。Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除一方面与其离子水解作用有关,另一方面主要通过形成Fe—O—Cu和Fe—O—Pb配合物去除。而Cd(Ⅱ)的去除主要与水解作用有关。循环吸附5次后,Fe@GOCS对As(Ⅴ)的r_e仍在80%以上,而Fe-GOCS的再生能力较差。整体上,Fe@GOCS对重金属的去除效果略优于Fe-GOCS,而Fe-GOCS适用的pH范围相对较广。