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處理含重金屬廢水的改性石墨烯材料


采用無機材料功能化石墨烯,可賦予石墨烯新的性能,其中,最為重要的材料是磁性鐵系物質改性石墨烯,將其應用于重金屬污染水體治理中,既可高效快速去除重金屬離子,又可用磁分離法將其回收利用.大量的研究表明,采用Fe3O4功能化石墨烯可有效去除Cu()Cd()Cr()Pb()Co()U()等重金屬離子。采用一步微波法,制備了石墨烯-碳納米管-氧化鐵三維納米復合物(3DG-CNT-Fe),該三維材料對砷的吸附容量是二維石墨烯-氧化鐵復合物(2DG-Fe)2倍。合成了GO-鐵氧化物和RGO-鐵氧化物,在pH值為6.5±0.1和反應溫度為303K條件下,這兩種材料對Pb()的最大吸附容量分別為588.24454.55mg·g-1。往GOFeSO4·7H2O混合液中逐步加入H2O2和氫氧化銨溶液反應,制得GO/氫氧化鐵復合物(GO-Fe),該改性石墨烯對As(V)的吸附容量為23.78mg·g-1.Zhu(20112012a)采用核-殼結構的Fe-Fe2O3納米粒子改性石墨烯,得到磁性石墨烯片狀納米顆粒(MGNCs),對Cr()As()的吸附容量分別為1.0311.34mg·g-1.Jabeen(20112013)在氬氣保護條件下,利用硼氫化鈉還原氧化石墨烯和氯化鐵,制得納米零價鐵顆粒改性石墨烯復合物(G-nZVI),改性后的石墨烯表現出磁性,對Cr()Pb()的去除性能也得到了大幅提高。除了這些鐵系材料,其它納米材料,如MnO2SiO2等也被用來改性石墨烯,通過改性可同時阻止納米材料和石墨烯的團聚,保持復合材料中各組分的反應活性,從而促進石墨烯對重金屬離子的去除能力.AgMnO2負載到還原氧化石墨烯上,得到RGO-AgRGO-MnO2材料,改性后的材料對Hg()的吸附容量比GORGO都要高.通過Al(NO3)3·9H2OMg(NO3)2·6H2OGO之間的水熱反應,得到石墨烯/MgAl層狀雙氫氧化物(G-MgAl-LDH)納米復合物,對Cr()的最大吸附容量為172.55mg·g-1.

 

處理有機污染物及有毒氣體的納米石墨烯吸附材料


大分子的有機污染物易與石墨烯表面的基團發生相互作用,形成穩定的復合物,從而達到去除有機污染物的效果。石墨烯吸附MB的過程符合準二級動力學模型、Langmuir等溫線模型,最大吸附量為153.85mg/g。氧化石墨烯對陽離子染料MBMV及羅丹明B(RhB)和陰離子染料梔子黃色素從污水中去除的效果出色。研究發現由于氧化石墨烯表面有大量負電荷,對陽離子染料有很好的吸附作用,而石墨烯對陰離子染料表現出良好的吸附性能。


處理核放射治理方面的改性石墨烯材料


使用含功能基團,如氨基(·NH2)、羥基(·OH)、羧基(·COOH)的化合物來改性石墨烯,這些活性基團對重金屬離子具有很強的配位絡合作用,可以減少石墨烯團聚現象的發生,增加其吸附容量及吸附選擇性。采用磁性材料改性石墨烯既可高效快速地去除重金屬,又可通過外部磁場作用將其從溶液中分離回收。

 

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