还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

发布时间：2021-01-24 06:23

　　为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO/Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g-1,而且rGO/Fe₃O

【文章来源】：武汉工程大学学报. 2020,42(02)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

rGO/Fe3O4复合气凝胶的合成示意图

图2为表面油酸修饰Fe3O4及rGO/Fe3O4复合气凝胶在水中的照片，其中图2(a）是表面油酸修饰的Fe3O4在靠近磁铁前后的对比图，图2(b）是rGO/Fe3O4复合气凝胶在靠近磁铁前后的对比图。通过对比可知，表面油酸修饰Fe3O4具有良好的磁性，而且在经过高温水热反应后，rGO/Fe3O4复合气凝胶作为一个整体，它的磁性并未消失，依旧能被磁铁吸引。2.2 结构与形貌表征

图3为表面油酸修饰后的Fe3O4纳米粒子与rGO/Fe3O4复合气凝胶的XRD图。从图3中可以看到，2种产物均有6个很明显的XRD峰值29.2°，34.9°，42.4°，52.9°，56.6°，61.9°，分别对应Fe3O4(220),(311),(400),(511),(440),(531）晶面的衍射峰，与Fe3O4标准卡片的衍射峰一致，说明表面油酸修饰Fe3O4纳米粒子与GO水热反应后得到的复合气凝胶中仍含有结晶结构的Fe3O4。但在rGO/Fe3O4复合凝胶中Fe3O4纳米粒子被分散在石墨烯片层之中，从而导致Fe3O4的衍射峰变小。从rGO/Fe3O4复合气凝胶的SEM图（图4）中可以明显看到复合气凝胶具有三维网络结构和多孔结构。在放大图中可进一步看出石墨烯片层，且具有褶皱，粗糙不平，在其表面附着了许多小颗粒，小颗粒的尺寸约为200 nm。这些小颗粒较为均匀地分散在石墨烯之中。由图3可判断这些小颗粒为Fe3O4纳米粒子。在复合材料形成过程中，Fe3O4纳米颗粒由于表面被油酸修饰，在溶液中的分散性变强，均匀分散在石墨烯片层中。rGO/Fe3O4复合气凝胶的比表面积约为121 m2/g，孔隙率约为74%，这表明复合气凝胶具有较大的比表面积，可用于吸附染料。

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯与四氧化三铁复合材料的制备与性能[J]. 应曙,汪洋,柳景亚,李亮.  武汉工程大学学报. 2015(08)
[2]石墨烯的制备及表征[J]. 李亮,胡军,班兴明,陈郁勃.  武汉工程大学学报. 2014(08)



本文编号：2996750