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氧化石墨烯基功能纸的简易制备和染料吸附性能
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O613.71[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]东南大学、微电子机械系统教育部重点实验室、FEI纳皮米中心,南京210096, [2]江南石墨烯研究院、江南石墨烯研究院先进碳材料应用联合研发中心,常州213100
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(批准号:11525415); 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(批准号:51420105003)、国家自然科学基金(批准号:51302037)资助的课题; 国家重大科研仪器设备研制专项(批准号:11327901).
中文摘要:

染料污染是水体污染的一个重要方面,吸附法因具有效率高,简单易操作等优点,被认为优于其他的染料废水处理技术.本文采用一种简单的方法制备了具有高吸附、易分离特性的氧化石墨烯基功能纸,研究其对水中阳离子染料的吸附,考察了吸附时间、染料初始浓度、吸附剂用量及温度对吸附性能的影响.利用扫描电子显微镜、拉曼光谱分析、热重分析、紫外可见吸收光谱仪等测试方法,对氧化石墨烯基功能纸的结构、形貌和吸附性能进行表征分析.结果表明:氧化石墨烯基功能纸对阳离子染料亚甲基蓝和罗丹明B有良好的吸附效果,当亚甲基蓝和罗丹明B的初始浓度分别为40和30 mg·L(-1),功能纸对两种染料的吸附量分别达到了54.84和21.74 mg·g(-1).而且这种氧化石墨烯基吸附材料很好地解决了吸附剂与水体的分离问题.另外,实验还发现,在氧化石墨烯基功能纸吸附染料的过程中,氧化石墨烯对染料的吸附作用远远大于纸巾本身对染料的吸附.例如,对于罗丹明B,纸巾的吸附量几乎为零,当罗丹明B的初始浓度为30 mg·L(-1)时,以纸巾上负载的氧化石墨烯质量计算的吸附量达到了183 mg·g(-1).动力学研究结果表明吸附过程较好地符合伪二级动力学模型,热力学数据分析,氧化石墨烯基功能纸对两种染料的吸附行为是自发吸热的.研究结果对基于氧化石墨烯的吸附材料的制备和应用提供了参考依据.

英文摘要:

Dye pollution, one of the most serious pollutions in water, remains a challenging issue in environmental engineering.Many strategies including membrane separation, chemical oxidation, electrolysis, adsorption, etc., have been adopted to remove the dyes from water. Compared with other methods, adsorption has its own unique advantages such as low cost, low energy consumption and high efficiency. However, commercial adsorbents have low adsorption capacities and separation of absorbents/water, which hinders their practical applications. In this paper, functional tissues based on graphene oxide are fabricated through a simple immersion method. The structure, morphology and adsorption ability for each of these functional tissues are characterized and analyzed by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy,thermal gravity analysis and UV-Vis spectrophotometer. The combination of commercial tissue and graphene oxide can solve the aforementioned problems such as low adsorption capacity, hard separation of adsorbent from water. on the one hand, abundant oxygen-containing functional groups and defects existing in graphene oxide sheets can be used as active adsorption sites, which endows the functional tissue with high adsorption capacity; on the other hand, the crosslinking of commercial tissue and graphene oxide through hydrogen bonding enables the functional tissue to be completely recycled from water after adsorption, which can avoid the secondary pollution caused by adsorbents such as pure graphene oxide. Batch tests are conducted to investigate the adsorption performance, e.g. the influences of adsorption time,initial concentration of dyes, adsorbent amount, and temperature on the adsorption performance. The results suggest that functional tissue has excellent performance for the removal of methylene blue and rhodamine B. Giving that the initial concentrations of methylene blue and rhodamine B are 40 mg·L(-1)and 30 mg·L(-1)respectively, the adsorption capacities are 54.84 mg·g(-1)and 21.74 mg·g(-

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876