改性氧化石墨烯去除重金属离子的分子动力学模拟摘要
通过硅烷化反应在氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)表面嫁接螯合官能团N-(三甲氧基硅丙烷)乙二胺三酸(EDTA-Si),得到改性氧化石墨烯(GO-EDTA),采用分子动力学模拟在分子水平上研究了Pb~(2+)在GO-EDTA表面的动态吸附分布、构象及动力学性质,比较了Pb~(2+)和单价Na~+离子在氧化石墨烯上的吸附行为,模拟了GO-EDTA与Ca~(2+)相互作用,与Pb~(2+)的吸附行为进行了对比.模拟结果表明,Pb~(2+)和Na~+的吸附位点是GO-EDTA体系中的羧基,而非氧化石墨烯表面的羟基;Pb~(2+)和Na~+与羧基的吸附构象不同,前者吸附构象以摩尔比2∶1为主,即两个羧基对一个Pb~(2+)离子,而后者更多倾向于摩尔比1∶1的吸附模式,即一个羧基对一个Na~+离子;Pb~(2+)离子相对于Ca~(2+)和Na~+离子,形成的COO--Pb~(2+)离子对构象越过的能垒最低,但是破坏该离子对构象时能垒较高,表明Pb~(2+)离子在氧化石墨烯膜上表现出良好的吸附性.
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