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改进Hummers法制备氧化石墨烯及其吸附铜离子研究

毕祺,胡勇有,谭平,方铮
(华南理工大学 a.土木与交通学院,广州 510641; b.环境与能源学院 工业聚集区污染控制与生貌修复教育部重点实验室,广州 510006)
摘要:为了探明氧化石墨烯吸附重金属离子的特性,采用改进的Hummers法,制备了氧化石墨烯(GO),采用FTIR、Raman、XRD、XPS和AFM对其进行了表征。对比了不同溶液初始pH值、Cu2+ 初始浓度、吸附时间、反应温度和离子强度下,GO对Cu2+ 的吸附效果。结果表明,氧化处理后,GO含有羧基、羟基和环氧基等含氧官能团,C、O质量比达到2.0,厚度约为1.0 nm,层间距约为0.97 nm。GO对Cu2+ 的吸附在90 min内达到平衡,其吸附容量在pH值小于6.0时随pH值的升高而升高,随温度的升高而升高,随Cu2+ 初始浓度的增大而增大。在298 K,pH值为5.5,Cu2+ 初始质量浓度为50 mg/L时,GO对Cu2+ 的平衡吸附容量为91.6 mg/g。GO对Cu2+ 的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,是均匀的单分子层吸附且由化学反应控制,GO对Cu2+ 的吸附是自发的吸热过程。

关键词:氧化石墨烯;改进Hummers法;吸附;铜离子

出版年期:2015年第4期