石墨烯季銨基水凝膠對陰離子染料的高效吸附機理研究

編號：CYYJ03703

篇名：石墨烯季銨基水凝膠對陰離子染料的高效吸附機理研究

作者：劉士清 王志剛 邱軍科 尹夢楠 石林 安珂 張迪

關(guān)鍵詞： 石墨烯季銨基水凝膠 甲基橙 高效吸附

機構(gòu)： 山東省濱州市生態(tài)環(huán)境服務中心 云南省土壤固碳與污染控制重點實驗室 山東省水土保持與環(huán)境保育重點實驗室

摘要： 采用水熱合成法制備了石墨烯基水凝膠(GH),并成功嫁接季銨基制備了石墨烯季銨基水凝膠(GHP)。采用掃描電鏡、元素分析、紅外吸收和Zeta電位對GHP理化性質(zhì)進行了表征,考察了不同pH下GHP對陰離子染料甲基橙(MO)的吸附。結(jié)果表明:(1)GHP對MO的吸附行為更符合Langmuir和擬二級動力學模型,表明吸附過程為單層的化學吸附。(2)隨溶液pH增加,材料表面官能團產(chǎn)生去質(zhì)子化,所帶負電荷增加,對MO的吸附能力下降,而在嫁接季銨基后,季銨基能在較寬pH范圍內(nèi)保持正電,使其與MO間靜電斥力減弱,吸附量增加,使得聚二甲基二烯丙基氯化銨加入量(質(zhì)量分數(shù))為2%的GHP(GHP-2%)在pH為3.0、7.0下對MO的最大吸附量分別達到398.448、224.473 mg/g。(3)由于GHP-2%高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu),MO在其孔內(nèi)擴散時間較長,導致其吸附MO的平衡時間明顯長于其他材料。