氧化石墨烯对甲基橙/亚甲基蓝的吸附性能探究

为了研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对染料分子的吸附作用,选用甲基橙(Mmethyl orange,MO)和亚甲基蓝(methylene blue,MB)两种有机染料为目标分子,考察甲基橙/亚甲基蓝的初始浓度、吸附剂的用量对吸附性能的影响。采用紫外可见吸收光谱仪测定吸附后有机染料的吸光度值,寻求最佳吸附条件与吸附量。当甲基橙浓度为25mg·L~(-1),体积为30m L,氧化石墨烯的质量为20mg时和亚甲基蓝浓度为240mg·L~(-1),体积为25m L、氧化石墨烯的质量为10mg时,氧化石墨烯的吸附量分别可以达到5.427和543.29mg·g~(-1)。实验结果表明:氧化石墨烯对亚甲基蓝染料的吸附性能优于甲基橙。     

氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶的制备及对甲基橙吸附性能研究

以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为原料,采用一步水热法制备了氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)。分别研究了制备方法和原料比例对其吸附甲基橙(MO)的影响。结果表明:水热法制得的气凝胶为三维网状结构,且水热法制备的氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)较溶胶-凝胶法具有更好的吸附性能,当GO与CS的质量比为10:1时,复合气凝胶对甲基橙去除率最高。     

Ag-rGO复合材料的制备及其甲基橙吸附性能研究

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再以乙二醇和乙二胺为溶剂和还原剂,采用水热法合成了Ag掺杂还原氧化石墨烯(Ag-rGO)复合材料,并对其吸附甲基橙(MO)的性能进行了研究。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外分光光度计(UV-Vis)等手段,对所制备的样品进行了表征。为了进一步研究Ag-rGO复合材料对甲基橙的吸附机理,考察了Ag掺杂量、甲基橙溶液pH、初始浓度、吸附时间和吸附温度等因素对Ag-rGO复合材料吸附甲基橙性能的影响。实验结果显示,Ag-rGO复合材料对甲基橙的吸附,更符合langmuir吸附等温模型,为化学吸附。在318K时,最大单层吸附量为75.87mg·g^-1,表明Ag-rGO复合材料具有较好的吸附性能。动力学研究结果表明,该吸附过程符合准二级动力学和内扩散模型,甲基橙的吸附速率不仅与Ag-rGO复合材料表面的官能团有关,也与它的孔道结构相关。     

GO-PANI复合材料对亚甲基蓝和甲基橙吸附性能

将对苯二胺化学接枝在氧化石墨烯(GO)片层边缘,利用其为锚固位点原位氧化接枝了聚苯胺(PANI),得到复合材料GO-PANI。复合材料GO-PANI对染料具有很好的吸附性能,其对亚甲基兰、甲基橙的平衡吸附量高达465、299 mg/g,是纯PANI对亚甲基兰、甲基橙的平衡吸附量的1.88、2.6倍。     

壳聚糖/SiO2复合材料的制备及对甲基橙的吸附性能

用低成本、环境友好的天然原料制备有机无机杂化功能材料,从而实现清洁和易推广生产.用溶胶凝胶法来制备壳聚糖/SiO2复合材料,通过红外、X-射线衍射、DSC、TGA对产物进行了表征.用甲基橙水溶液模拟工业染料废水,研究了壳聚糖/SiO2对甲基橙溶液的吸附性能,考察了反应时间、甲基橙溶液的初始浓度、pH值、温度对吸附量的影响.实验结果表明,所制备的壳聚糖/SiO2复合材料在25℃,pH值为4.22,20 mg/L的甲基橙溶液中,吸附210 min达到吸附平衡,且饱和吸附量为43.73 mg/g.     

水合氧化铁的制备过程对其吸附甲基橙的影响

以硝酸铁为原料,Na OH溶液为沉淀剂,通过恒p H沉淀法在p H为3~9范围内制得4种水合氧化铁(Fh),通过XRD、表面零电荷时p H(p Hpzc)测定、N2吸附-脱附法对其进行表征,以甲基橙(MO)为模拟污染物比较其吸附性能。结果表明,p H为5时制备的Fh(Fh5)对MO的去除率为92.8%,明显优于Fh3(34.1%)、Fh7(67.4%)和Fh9(53.7%)。4种Fh对MO的吸附规律符合Langmuir方程,为单分子层吸附。另外考察了沉淀剂类型(Na OH、NH3·H2O)和Fe(Ⅲ)浓度对Fh5吸附MO的影响。结果表明,以Na OH溶液为沉淀剂、Fe(Ⅲ)浓度为0.2 mol/L时制备的Fh5具有最佳的吸附性能。     

粉煤灰对甲基橙的吸附研究

研究了粉煤灰对甲基橙的吸附性能,探讨了各种处理条件对吸附效果的影响。结果表明:对于80mL初始浓度为6.4mg·L-1的甲基橙模拟废水,采用10g·L-1粉煤灰对其进行吸附处理,当pH=3～5时,于20℃下恒温振荡1.5h,其去除率可达99.5%。     

金刚烷胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能

以氧化石墨烯和金刚烷为原料，通过水相合成法制备了金刚烷胺功能化氧化石墨烯复合材料A/GO，以FT-IR、XRD和XPS对A/GO进行了结构表征，并考察了A/GO对有机染料的吸附性能。结果表明，与氧化石墨烯相比，A/GO对甲基蓝（AB93）表现出高效吸附性，其吸附动力学和吸附等温模型分别符合拟二级动力学和Langmuir模型，理论最大吸附容量（qm）为1250.0 mg/g。热力学分析表明，A/GO吸附AB93是自发的放热过程。A/GO吸附AB93对盐（NaCl和KCl）表现出良好的耐盐性，而CaCl2能有效地促进A/GO吸附AB93。对于刚果红和AB93等的混合染料体系，A/GO能选择性吸附AB93。     

磁性活性炭的制备及吸附去除水中甲基橙的研究

采用沉淀法制备了磁性活性炭,并用磁强计、比表面测定仪、XRD对其进行了表征。研究了磁性活性炭吸附去除水中甲基橙的吸附动力学、吸附热力学。结果表明:磁性活性炭对甲基橙吸附20 min后基本达到平衡,且与拟二级吸附动力学模型拟合较好;在25、40℃和55℃下符合Freundlich方程;吸附焓变、熵变和吉布斯自由能变均为负值,吸附为焓推动作用、自发且放热过程。     

壳聚糖/活性炭纤维复合膜的制备及对甲基橙的吸附研究

通过化学交联法制备了纯壳聚糖膜和壳聚糖/活性炭纤维复合膜(质量比为1∶1.1);探讨时间、pH值、温度、甲基橙溶液初始浓度以及吸附剂用量对吸附甲基橙的影响。研究结果表明,最佳吸附时间为120 min,在pH为6.0,甲基橙初始浓度10 mg/L,温度为10℃时,膜对甲基橙的吸附效果最好,去除率达99.54%。     

聚氯化铝残渣制备CaFeAl-LDO及其对甲基橙的吸附

采用聚氯化铝生产中的压滤残渣（PACR）制备CaFeAl-LDO吸附剂,对吸附剂的结构、形貌等进行表征,并考察该吸附剂对甲基橙的吸附效果。结果表明,制备的吸附剂焙烧前具有类水滑石的结构,焙烧后其表面变得疏松多孔,有明显的断层及裂痕。BET分析数据显示,CaFeAl-LDO较PACR比表面积增大近1.5倍,FTIR分析也表明CaFeAl-LDO有效融合了Ca-Al和Ca-Fe型吸附剂的特征峰。吸附实验效果表明,CaFeAl-LDO吸附剂最佳焙烧温度为750 ℃,对甲基橙的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附后的LDO经高温焙烧后可以循环使用至少5次。     

甲烷在石墨烯和活性炭上的吸附

以研制新型吸附式天然气(ANG)吸附剂为目的,比较了甲烷在石墨烯和活性炭上的吸附平衡。首先,在温度区间273~293 K、压力范围0~8 MPa,测试甲烷在比表面积分别为300和2074 m²·g^-1石墨烯和活性炭上的吸附平衡数据。其次,应用格子理论导出的通用吸附等温方程,通过吸附平衡态能量分析及10-4-3相互作用势函数求解,确定甲烷分子在石墨烯平面和活性炭上的最大面密度、受到的壁面吸附作用势及其在吸附层内的作用能。结果表明,在相同温度下,吸附甲烷分子在石墨烯上吸附层内的相互作用能较其在活性炭上的大,甲烷分子在石墨烯平面上的集聚更为密集。提高石墨烯的比表面积将有效提高甲烷在其上的吸附容量。     

甲基橙在桉木基磁性活性炭上的吸附行为

以桉木屑为原料,KOH为活化剂,FeCl_3·6H_2O为赋磁剂一步法制备了桉木基磁性活性炭。用全自动比表面积及孔径分析仪、FTIR、XRD、VSM等手段对其结构与性能进行了表征与测试。以其为吸附剂,考察了吸附剂用量、甲基橙初始浓度、pH值、吸附时间等对甲基橙吸附效果的影响,并分析了吸附热力学和动力学。结果表明,桉木基磁性活性炭MAC-0.42的比表面积为1430.32 m~2/g,总孔体积为0.893 cm~3/g,平均孔径为2.49nm。在吸附剂用量为0.045 g、甲基橙初始质量浓度为0.25 g/L、溶液在自然pH(约为6.82)、吸附时间为10 h的条件下,进行了吸附动力学和吸附等温线实验。桉木基磁性活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1571.4和315.52 mg/g。桉木基磁性活性炭表面含有—OH、—C==O、—COO等官能团,其中有磁性物质Fe和Fe3O4,MAC-0.42的饱和磁化强度为48.65emu/g,在外加磁场时能快速将其从溶液中分离出来。其对甲基橙的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为333.33 mg/g;吸附过程是自发吸热过程,吸附动力学符合准二级动力学模型。     

ACFs吸附溶液中甲基橙的性能研究

利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面分析仪和FTIR对活性炭纤维(ACFs)进行表征,并研究了ACFs对溶液中甲基橙的吸附性能。考察了吸附动力学、pH值、吸附温度及甲基橙溶液初始浓度对吸附性能的影响。实验结果表明,平衡吸附时间选取150 min,在溶液为中性条件下,溶液中甲基橙的去除率最高,溶液pH值为6时去除率达到最大值为93.45%;溶液温度为25℃时,ACFs的吸附效果最好;甲基橙的去除率随着甲基橙初始浓度增加而增大。等温吸附数据符合Freundlich吸附等温模型,吸附反应过程符合Langergren准一级动力学方程。     

改性活性炭催化过硫酸盐处理甲基橙废水

为获得低成本、高效率的偶氮染料废水处理方法,采用改性活性炭催化过硫酸盐(PS)氧化降解甲基橙染料废水。通过单因素实验分别研究改性活性炭、PS及Fe²⁺浓度对甲基橙降解的影响,降解过程遵循拟一级动力学模型,反应速率常数为0.0757~1.7178 min^-1。采用Box-BehnkenDesign响应面研究各因素及其交互作用对甲基橙降解的影响,各因素贡献排序为:催化剂投加量>PS浓度>Fe²⁺浓度,最佳反应条件:催化剂投加量为0.73 g/L、PS浓度为2.0 mmol/L、Fe²⁺浓度为1.08 mol/L。对改性活性炭催化PS氧化降解甲基橙染料废水的机理进行探究,电子顺磁共振波谱实验表明降解体系中存在羟基自由基和硫酸根自由基,自由基猝灭实验表明改性活性炭表面的羟基自由基在甲基橙降解过程中起重要作用。     

氧化石墨烯改性吸水树脂的制备及应用

氧化石墨烯改性吸水树脂综合了氧化石墨烯和吸水树脂的优势,在水处理吸附、药物缓释、组织工程等领域有广阔的应用前景。目前有关氧化石墨烯改性吸水树脂的制备方法、性能及应用缺少相关的综述。因此,本文主要分四部分来综述近几年氧化石墨烯改性吸水树脂的研究进展。第一部分简要介绍了氧化石墨烯的结构特性及作为吸水树脂改性剂的特点;第二部分主要综述了氧化石墨烯改性吸水树脂的主要聚合工艺;第三部分主要介绍了氧化石墨烯对吸水树脂微观结构和宏观性能的影响;最后,介绍了氧化石墨烯改性吸水树脂在废水处理、缓解“热岛效应”、柔性器件及医用材料等领域的应用,并分析了其存在的问题,为后续开展氧化石墨烯改性吸水树脂的相关研究及应用提供了参考。