氧化石墨烯治理重金属污染：新材料解决老问题

令人触目惊心的重大水资源污染事件敲响了水资源保护的警钟,重金属污染土壤问题给我们的粮食安全生产提出了严肃的课题．也对有效治理水资源的重金属污染提出了更高的要求。     

氧化石墨烯基复合材料对重金属吸附性能研究

近年来,重金属水污染问题突出,给环境和人类健康带来了严重的危害.常规的处理方法可以达到比较好的处理效果,但也会带来一些二次污染等其他问题.因此本文基于氧化石墨烯吸附剂,对其进行改良制得氧化石墨烯-MoS2气凝胶(简称为GMAs),并进行了表征分析和对重金属离子吸附试验,所制得的GMAs对汞离子、铅离子等污染物表现出较高的吸附能力.用MoS2修饰过的氧化石墨烯材料吸附重金属离子的吸附量比未修饰的石墨烯高出5倍;氧化石墨烯-MoS2对汞离子的吸附量达到1245mg/g.另外发现氧化石墨烯-MoS2对有机溶剂和有机染料也具有良好的吸附效果.     

利用氧化石墨烯复合膜吸附去除水中重金属离子的研究进展

氧化石墨烯作为一种独特的碳纳米材料,具有很高的比表面积,且其表面含有丰富的羟基、羧基等含氧基团,被认为是一种得天独厚的吸附材料,在净化水体方面有着广阔的发展前景。目前,为进一步提高氧化石墨烯对重金属离子的选择吸附性,氧化石墨烯被辅之以其他功能化材料,来制备复合材料。此外,膜分离技术在解决水环境问题上效果显著,因此将氧化石墨烯复合材料与膜分离技术相结合,来制备氧化石墨烯复合膜,对净化水体起到了事半功倍的效果。本文综述了氧化石墨烯复合膜材料的制备方法,并对其去除水中重金属离子的研究进展与吸附机理进行了综述,也对后续研究方向进行了展望。     

石墨烯去除水中重金属和抗生素的研究进展

重金属及抗生素污染具有相对稳定、难降解、毒性强、有积累效应等特点,两者协同污染的机率不断提高,并趋势成为全球问题。石墨烯因具有高比表面积和高反应活性特性,作为一种优异的吸附材料在污染治理领域具有较为广泛的应用前景。作为石墨烯的氧化物的氧化石墨烯具有丰富含氧基团、良好的化学可修饰性、比石墨烯具有更好的亲水性,也广泛用于吸附中。为解决纳米粉体易团聚和难粉体的问题,三维宏观石墨烯气凝胶应运而生,具有良好的应用前景并构建了石墨烯从微观到宏观发展的桥梁。针对近年来石墨烯、氧化石墨烯、三维石墨烯气凝胶在水中去除重金属和抗生素的研究进行综述,探讨其研究趋势和研究热点,并对未来研究方向进行展望。     

三维石墨烯材料的制备及在水处理中的应用研究进展

随着经济的快速发展,越来越多的污染物质进入水体,污染环境,危害人体健康,污染废水亟待净化处理。在众多污水处理方法中,吸附法因经济、高效而被广泛使用。相较于传统吸附剂,石墨烯材料作为一种新型碳材料,具有比表面积大、化学稳定性好、含氧官能团丰富、可修饰性强等优点,对水体中的污染物具有较强的吸附能力。但二维石墨烯材料因片薄、粒径细小,在吸附污染物后较难实现固液分离,从而产生二次污染。将二维石墨烯组装成三维多孔网状聚集体,不仅能有效阻止石墨烯结构层的堆积,促进污染物的扩散吸附,还有利于吸附污染物后的固液分离。因此,在水污染处理领域,三维石墨烯吸附材料逐渐成为研究的焦点。三维石墨烯材料是以(氧化)石墨烯为主体交联形成的多孔网状宏观体新材料,继承了本征石墨烯良好的理化性能。其多孔网状纳米结构赋予自身较高的孔隙率和较快的溶质传输速度等特性,使其在水污染处理中具有良好应用前景。利用不同的化学物质,采取不同的制备方法对石墨烯材料进行接枝改性、掺杂复合等,可促进石墨烯三维宏观结构和微观孔隙结构的形成。综合国内外研究成果发现,三维石墨烯主要通过静电相互作用、π-π堆叠作用、疏水作用、氢键作用和络合作用等与污染物质结合,实现污染物的去除。对于阳离子污染物质,增加三维石墨烯材料表面的活性基团及吸附位点,可有效提高其对阳离子物质的吸附容量,优化其耐酸碱性,并提高吸附质的脱附率。而疏水亲油的三维石墨烯材料是去除油类污染物质的理想吸附材料,提高其孔隙率、比表面积和机械强度可大幅提高吸附材料的吸附性能,增强其弹性强度及热稳定性可显著提高其循坏再生性能。基于水环境污染治理的迫切需求以及三维石墨烯材料优异的吸附性能,本文从水污染治理角度出发,系统总结了水热自组装法、溶剂热自组装法、化学气相沉积法、有机高分子模板法和冰模板法等制备三维石墨烯材料的机理,综述了三维石墨烯材料在含染料、油污等有机污染物以及重金属离子废水中的吸附应用,并对其研究前景和发展趋势进行了展望。     

纳米氧化石墨烯复合材料的制备及重金属废水处理研究

以改进的Hummers法制备了纳米氧化石墨烯(GO),以乙二胺四乙酸(EDTA)为改性剂,制备了功能化GO复合材料。通过XRD、SEM、FT-IR对功能化GO复合材料的晶格结构、微观形貌和官能团进行了表征,并以此作为吸附剂,测试了不同pH值、初始浓度、吸附时间等吸附环境对含Cd的重金属废水吸附性能的影响。结果表明,EDTA表面具有丰富的羟基、羧基等含氧基团,嫁接到GO表面后使GO表面的活性点位增多,Cd(Ⅱ)被功能化GO复合材料表面的活性点位所吸附后沉积在了原有的沟槽中,使复合材料的表面变得光滑。当pH=6时,功能化GO复合材料对含Cd重金属废水的吸附容量和去除率达到最大值,分别为45.8 mg/g和95.3%;在初始浓度为120 mg/L时,吸附容量和去除率达到了最大值,分别为66.5 mg/g和96.3%;在吸附时间为60 min时,可达饱和吸附,吸附容量和去除率达到最高值,分别为78.0 mg/g和98.5%。经过5次重复使用后,吸附容量可保持在23.8 mg/g,去除率保持在85.4%,具有优异的循环性能。     

热还原石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)的吸附性

利用瞬时加热还原氧化石墨的方法制备石墨烯,将热还原的石墨烯用于吸附水中的重金属Pb2+,研究接触时间和pH值对吸附的影响。结果表明:pH值很大程度上影响了石墨烯的吸附性能,pH值大于7时吸附量显著增加,并在5min内达到平衡。透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析表明石墨烯的片层很薄,层数较少。采用Langmuir和Freundlich吸附等温式拟合实验数据,Langmuir吸附等温式计算出的最大理论吸附量为86.5mg/g,相关系数R2为0.9982,Langmuir常数KL为10.7,与实验结果更接近。表明石墨烯具有超强的吸附能力,以单分子层的化学吸附为主。吸附动力学符合准二级动力学模型。     

纤维素基复合吸附材料的研究进展

纤维素是自然界中储量最丰富的可再生生物高分子聚合物,价格低、可生物降解,被广泛应用于水资源污染吸附领域.单纯的纤维素吸附材料较为环保,但存在吸附能力差、功能单一等不足.纤维素通过与其他物质复合制备成纤维素基复合吸附材料可以弥补这些劣势.因此纤维素基复合吸附材料的开发利用对缓解水资源污染有着重要的意义.文中总结了近年来纤...     

沈阳市于洪区蔬菜生产基地重金属污染及评价

通过对沈阳市于洪区的蔬菜生产基地重金属污染调查与评价,表明这个地区受到Pb、cd、cu、Zn四种重金属不同程度的污染,另外呈现逐年增加趋势。     

小议重金属污染治理的弊端及改善措施

随着近些年来,我国对环境的治理越加的重视,重金属行业各种污染治理问题也被逐一的提上议案。重金属污染对于河流以及土壤还有人类和牲畜的侵害是难以想象的,本文就重金属污染治理的弊端以及其改善的措施作出简单的论述,以期对重金属行业起到一定的帮助,对环境的治理起到效果。     

国务院正式批复湘江重金属污染治理方案

国务院正式批复《湘江流域重金属污染治理实施方案》,这是迄今为止,全国第一个由国务院批复的重金属污染治理试点方案。     

纳米二氧化锰@还原氧化石墨烯对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能与吸附机制研究

以重金属Pb(Ⅱ)为目标污染物,制备了MnO₂@还原氧化石墨烯(MnO₂@RGO)复合吸附剂。考察了吸附剂投加量、溶液pH、初始浓度和反应温度等因素对Pb(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明:MnO₂@RGO对废水中的Pb(Ⅱ)吸附效果显著,在Pb(Ⅱ)浓度50mg/L,MnO₂@RGO投加量0.15g/L,pH为6.0,吸附时间3h的条件下,吸附量可达到124.3mg/g,Pb(Ⅱ)去除率可达到75%。纳米MnO₂@RGO可用Langmiur等温模型和伪二级动力学方程来描述,为单分子层吸附,以化学吸附为主。在MnO₂@RGO吸附剂的X射线衍射图谱中出现了MnO₂的特征吸收峰,其附着于RGO表面,印证了MnO₂@RGO吸附剂的成功制备。     

纳米纤维素材料在重金属废水治理中的应用

纤维素是自然界中来源最广泛的天然高分子材料,近年来引起了能源、环境和材料等领域研究者的广泛关注。结合可再生生物质材料与纳米科技制备的纳米纤维素基重金属吸附材料具有可降解、可再生、环境相容性好、吸附量大、可选择性吸附等优势,是重金属治理技术重要的研究方向。然而,天然纳米纤维素在水体中会存在大量由羟基形成的氢键,导致材料的吸附容量降低、特异性吸附能力削弱。为此,一方面可以在制备纳米纤维素吸附材料时通过化学改性、酶化处理等手段引入活性基团或金属氧化物,提高材料分散性、特异性吸附性能和吸附容量等。另一方面,可将纳米纤维素与天然矿物、有机材料、氧化石墨烯等复合,制备高性能复合材料。纳米纤维素材料的化学改性研究相对成熟,但是酶法处理研究仍然处于起步阶段,目前有限的研究主要关注特定酶处理的反应进程及产物,缺乏多重适应性和工程应用性分析。在实际应用中,纳米纤维素除了直接制备粉末吸附剂外,往往制备成凝胶材料、杂化或复合材料等,或者进一步加工成纳滤膜、滤纸和过滤器等净水材料。基于此,本文从制备技术、吸附机理、改性强化和应用形式等角度简要介绍纳米纤维素基重金属吸附材料的最新研究进展,重点讨论纳米纤维素吸附材...     

石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)离子的吸附性能研究

用乙酰丙酮还原氧化石墨制备得到石墨烯,其可在水、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺等极性溶剂中超声分散,其中以水作为溶剂其分散性最好(浓度约为0.7g/L)。通过原子力显微镜(AFM)测定石墨烯的厚度为0.68nm,表明石墨烯是单层。红外光谱(IR)和紫外可见光谱(UV-Vis)数据表明乙酰丙酮被化学功能化修饰到石墨烯表面,且红外光谱中羧基峰的消失表明氧化石墨被乙酰丙酮还原。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定吸附后离子浓度,用Langmuir吸附等温式计算得到石墨烯对于Pb2+的最大吸附量为105.4mg/g,相关系数r为0.99958,Langmuir常数b为3.65。研究表明:石墨烯对水溶液中重金属Pb2+离子具有优异的吸附性能,这主要归因于石墨烯的巨大比表面积和乙酰丙酮分子对Pb2+离子的强络合能力。     

表面接枝端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯对Hg (Ⅱ) 的吸附性能

利用氯乙醇对合成的一系列接枝聚酰胺-胺树状高分子的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM)进行端基的羟基化修饰,制备接枝端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM-OH)。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪对样品进行表征,考察了不同因素下MGO-PAMAM-OH对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能,并研究了其吸附动力学和等温吸附过程。测试结果表明,成功制备了一系列MGO-PAMAM-OH样品,其中,接枝3. 0代端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM-OH-G3. 0)样品对Hg(Ⅱ)的吸附性能最好,最大吸附量为129. 98 mg·g~(-1)。MGO-PAMAM-OH-G3. 0对Hg (Ⅱ)的吸附为发生在均质表面的单层化学吸附。此外,在吸附过程中MGO-PAMAM-OH-G3. 0将Hg(Ⅱ)部分还原为Hg(Ⅰ)。     

贵州省环科学会召开重金属污染治理学术交流会

<正>为结合贵州省环境状况实际,学习引进国内外重金属污染处理先进技术,切实改善环境质量,促进工业发展与环境保护相和谐,为贵州省经济社会更好更快发展服务,由贵州省环境科学学会主办,贵州省环境科学研究设计院、贵州省环境保护产业协会、贵州省重金属污染防治与土壤修复网协办,贵州环科院环保产业有限公司承办的"重金属污染治理学术交流会"于2012年11月12日在贵阳召开。贵州省涉及重金属项目的市、县环保部门领导,国内重金属污染治理领域的专家,以及来自全省各地环保科     

新型纳米材料被发现 可以消除重金属污染

环境中存在大量有毒金属，如汞、铅、镉、锌等，严重威胁人类健康。这使科学界不断寻求最经济可行的新的方法，来检测和清除废水中的有毒污染物。根据最新的水处理材料研究结果，一种新型的纳米材料称为纳米二氧化硅被发现，可以用来去除重金属污染。纳米二氧化硅由于有较大的表面积和规则的气孔，同时表面存在多种有机配体，这使其可以从废水中提取重金属，是一种理想的材料。由于污染的加剧，饮用水水质标准越来越严格，这种新材料也可以作为高灵敏度的重金属检测工具。与其他水处理材料相比，纳米二氧化硅有独特的优势。     

东南大学研发可吸附除污石墨烯海绵结构材料

东南大学-FEI纳米中心近期用废棉花成功研制吸附率达自重约600倍的石墨烯海绵结构材料,该材料不吸水却可以吸附油脂等无机物,可用于清理海上原油泄漏、化学品污染、室内空气除臭等,有希望成为可快速产业化的一大方向。据悉,该中心早在2010年便研制出吸附率达自重86倍的石墨烯海绵,现在用废棉花为原料有效降低了成本,且循环使用次数可达10次,吸附饱和后脱附率达到99%,吸附1千克十二烷的石墨烯海绵造价仅需2.92元。目前该材料解决大规模制     

可调孔骨胶水凝胶的制备以及在治理土壤重金属污染中的应用

以骨胶为基材,戊二醛为交联剂,添加调孔剂(由水、异丙醇、异丙醇铝、硝酸组成),制备了一种可调节孔隙大小的三维网络结构水凝胶。考察了调孔剂含量为1%、2%、3%时,水凝胶对重金属离子(Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Cu²⁺)的吸附性能。结果表明：当调孔剂含量为2%时,水凝胶吸附性能最好,对Cr₂O₇^2-、Ni²⁺和Cu²⁺最大吸附平衡浓度分别为276mg/g、321mg/g和218mg/g;吸附动力学拟合和吸附等温模型拟合表明,水凝胶对Cr₂O₇^2-的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于单层化学吸附;对Ni²⁺和Cu²⁺的吸附过程符合伪一级动力学模型,属于单层物理吸附。     

纳米限域材料的制备及其在污染治理中的应用研究进展

纳米技术在环境污染治理中具有广泛前景,然而其在应用过程中存在纳米颗粒及活性中心易团聚失活的问题。将纳米粒子的活性中心限制在载体的孔道内,构建出新型纳米限域材料可以有效克服这一缺点。同时,凭借材料的纳米限域效应,一定程度上可影响水的氢键网络结构,并会影响反应中中间活性粒子的演化、传质速率、晶体的生长和成核阶段过程,以及提高局部空间内反应底物的浓度。本文系统梳理了纳米限域材料的制备方法,并对比分析了各种制备方法的优缺点,归纳总结了近年来纳米限域材料在吸附和高级氧化降解污染物中的研究进展,展望了未来纳米限域材料在环境污染物治理领域的研发及应用前景。