改性石墨烯电吸附去除水中砷离子

作者：徐斌^*; 吴文倩; 皋海岭; 张毅敏; 张书陵

来源：生态与农村环境学报, 2020, 36(04): 531-541.

DOI：10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0863

• 电容去离子技术
• 石墨烯
• 二氧化钛
• 砷离子

采用水热法制备得到改性石墨烯材料:石墨烯/TiO2(GA/TiO2)复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱附、拉曼光谱、电化学等手段对石墨烯(GA)和GA/TiO2材料的外观形貌、孔隙结构、电化学性能等进行了表征;将GA和GA/TiO2材料组装成电极,应用于电容去离子(CDI)去除砷离子,分析电压、循环流速、温度和初始浓度对砷离子去除效果的影响。结果表明:GA/TiO2材料具有三维孔状结构,比表面积为416.99 m2·g-1,比电容为320.75 F·g-1,优于GA材料。GA/TiO2电极CDI除砷性能优于GA电极。随着电压的升高,砷离子去除率和吸附量均增大;随着温度的升高,砷离子去除率和吸附量均减少;随着初始离子质量浓度的增大,砷离子吸附量增加,去除率减小;而循环流速对砷离子去除率没有明显影响。GA/TiO2电极对砷离子吸附过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温模型。

• 单位
  南京市水利规划设计院股份有限公司; 河海大学; 生态环境部南京环境科学研究所; 常州大学