氧化石墨烯基材料在水处理领域中的应用研究进展

发布时间：2021-09-02 06:01

　　从氧化石墨烯独特的结构分析开始,解析了氧化石墨烯基材料对水体中金属离子及有机污染物的吸附机理,并重点介绍了氧化石墨烯及其复合材料在水处理中的应用研究现状和对水体中金属离子及有机污染物的吸附效果,以期为相关研究工作提供参考。 

【文章来源】：应用化工. 2020,49(09)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

GO结构示意图(基于Lerf-Klinowski模型)[6]

水中的重金属主要以阳离子形式存在,如铜、锌、镍等,而铬、砷等少部分则以阴离子形式存在。氧化石墨烯良好的亲水性能,可在水溶液中分散稳定,其对水体中金属离子的吸附过程见图2,通过静电、络合、离子交换及配体交换作用等对金属离子进行有效吸附[9]。但是,GO对金属离子的吸附也受水体中的pH值、离子强度、温度、含氧官能团的数量及其他共存离子的影响[9-11]。相对生物炭等其它碳基吸附剂材料,氧化石墨烯的比表面积更大,丰富的表面官能团(如羧基、环氧基、羟基等)[12-13]提升了对金属离子的吸附效果。此外,氧化石墨烯较易从石墨中获得且已被证明可生物降解[14-15]。这些特质都表明了氧化石墨烯作为优良的金属离子吸附材料的可行性。

研究发现[16],GO主要以未氧化区域对有机污染物进行吸附,且氧化程度的升高会导致吸附能力下降[17],水体中可以与GO作用的主要有机污染物包括阳离子染料、极性芳香族化合物[18-19]及高分子有机物[20-21]等,其吸附过程见图3,其通过静电作用、氢键作用、路易斯酸碱作用等对水体中的有机物进行吸附,但是π结构的缺陷和表面官能团的存在会导致其对有机物的吸附能力受限。3 氧化石墨烯基材料的优势及应用研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素/氧化石墨烯的制备及其对Pb2+的吸附研究[J]. 谢敏,熊锋培,冯传禄,韩娟娟,吴鑫.  水处理技术. 2019(08)
[2]二氧化钛—氧化石墨烯复合物去除水中有机污染物的性能研究[J]. 李洋,梁莹,刘洋,宋世举,束传康,王旭明.  水资源与水工程学报. 2018(04)
[3]氧化石墨烯对水中金霉素和亚甲基蓝的吸附性能[J]. 李志礼,黄文星,葛圆圆.  华南理工大学学报(自然科学版). 2018(07)
[4]氧化石墨烯对水环境中金属离子的吸附作用研究进展[J]. 闫帅欣,王方,王中良.  环境化学. 2018(05)
[5]壳聚糖/氧化石墨烯复合材料对Cr（Ⅵ）吸附性能研究[J]. 王敏,陈爱侠,陈贝.  环境保护科学. 2018(02)
[6]石墨烯/氧化石墨烯及其复合材料在污水处理中的应用研究进展[J]. 褚伟伟,卢真真,岳燕丽,徐峰,谭瑞琴.  化工新型材料. 2018(02)
[7]改性氧化石墨烯对废水中重金属的吸附[J]. 李仕友,熊凡,欧阳成炜,谢水波,唐振平.  工业水处理. 2017(05)
[8]氧化石墨烯对环境污染物的吸附行为及吸附机理[J]. 杜佳媛,魏永鹏,刘菲菲,代燕辉,赵建,王震宇.  地球科学进展. 2016(11)
[9]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黄国家,陈志刚,李茂东,杨波,辛明亮,李仕平,尹宗杰.  化学学报. 2016(10)
[10]石墨烯材料在水处理方面的研究进展[J]. 胡忠良,李雪锋,席柳江,黄志,陈宪宏,丁燕鸿.  功能材料. 2016(S1)

博士论文
[1]氧化石墨烯复合材料的构建及其催化性能研究[D]. 卞刚.江南大学 2018
[2]石墨烯基材料与环境污染物相互作用机理研究[D]. 于淑君.中国科学技术大学 2017
[3]表面引发开环易位聚合方法在石墨烯表面制备聚合物及其应用研究[D]. 张秋平.吉林大学 2015

硕士论文
[1]石墨烯材料处理生物难降解有机废水技术研究[D]. 牟铭.钢铁研究总院 2018
[2]氧化石墨烯复合材料的制备及性能研究[D]. 张秀梅.湖南农业大学 2018
[3]磁性氧化石墨烯复合材料的制备及吸附Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）研究[D]. 王铖铖.安徽工业大学 2017
[4]磁性氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附染料的性能研究[D]. 刘泽玲.天津工业大学 2017
[5]不同氧化程度与缺陷度氧化石墨烯制备及其吸附Cu2+研究[D]. 毕祺.华南理工大学 2015



本文编号：3378455