氨基功能氧化石墨烯的制备(DH-GO)及其对废水中Cr(VI)的去除效果摘要
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2.5 h,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,发现改性材料表面因氨基的引入,导致ID/IG比值变大,表面负载了许多不规则晶状颗粒。批量吸附实验结果表明:pH对材料的性能影响大,这与材料表面的带电情况、Cr(Ⅵ)的主要存在形态相关;当pH为2时,对Cr(Ⅵ)的吸附容量达到最大。吸附在480 min内可达到平衡,符合拟二级动力学、Langmuir等温模型,主要为单层吸热的化学反应,据此可推测25℃时理论最大吸附容量为133.16 mg·g~(-1)。高浓度的NO_3~-和Cl~-并不干扰吸附的进行,但高浓度的SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对吸附会有一定的抑制作用。4次循环再生后DH-GO的吸附容量下降了约10%,仍保持着良好的再生性能。吸附机理主要是氨基官能团与水中的H~+结合并质子化后,与带负电的Cr(Ⅵ)产生静电吸引和反应,同时,羧基和羟基的结合作用、比表面能带来的物理吸附也是另一贡献者。以上研究结果可为GO改性材料应用于含Cr(Ⅵ)废水处理提供参考。
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