氨基功能氧化石墨烯的制备(DH-GO)及其对废水中Cr(VI)的去除效果

作者：李明恩; 冯庆革; 林海英^*; 胡秋艳; 银昱婧; 黄丽欣; 王道铭; 何玉花; 李明治

来源：环境工程学报, 2022, 16(03): 926-936.

• 氧化石墨烯
• 氨基功能化
• Cr(Ⅵ)的去除
• 吸附机理

本研究通过一步合成法，以二氨基胍盐酸盐(DH)为改性剂，以戊二醛为交联剂，制备了氨基功能化氧化石墨烯(DH-GO)。利用单一变量法优化制备条件后，得到最优参数为：改性时间2.5 h，温度35℃，pH=10,m(GO∶DH)=1∶5。通过红外和拉曼光谱、扫描电镜等手段对DH-GO进行了形貌的表征和结构的分析，发现改性材料表面因氨基的引入，导致ID/IG比值变大，表面负载了许多不规则晶状颗粒。批量吸附实验结果表明：pH对材料的性能影响大，这与材料表面的带电情况、Cr(Ⅵ)的主要存在形态相关；当pH为2时，对Cr(Ⅵ)的吸附容量达到最大。吸附在480 min内可达到平衡，符合拟二级动力学、Langmuir等温模型，主要为单层吸热的化学反应，据此可推测25℃时理论最大吸附容量为133.16 mg·g-1。高浓度的NO3-和Cl-并不干扰吸附的进行，但高浓度的SO42-和PO43-对吸附会有一定的抑制作用。4次循环再生后DH-GO的吸附容量下降了约10%，仍保持着良好的再生性能。吸附机理主要是氨基官能团与水中的H+结合并质子化后，与带负电的Cr(Ⅵ)产生静电吸引和反应，同时，羧基和羟基的结合作用、比表面能带来的物理吸附也是另一贡献者。以上研究结果可为GO改性材料应用于含Cr(Ⅵ)废水处理提供参考。

• 单位
  广西大学; 材料学院