碳纳米管/石墨烯掺杂气凝胶的制备及在重金属离子吸附中的应用

【作者】 詹文炜； 高亮； 王峰； 傅雪； 隋刚； 杨小平；

【机构】 北京化工大学材料科学与工程学院；

【摘要】 石墨烯气凝胶由于三维孔状结构及巨大的比表面积,在重金属污水处理中扮演重要的角色。本实验以石墨烯为主体,聚多巴胺修饰的碳纳米管为增强骨架,制备得到碳纳米管/石墨烯掺杂气凝胶。碳纳米管表面的聚多巴胺层富含胺基官能团,在气凝胶自组装过程中起到交联剂和弱还原剂的作用。因表面众多的吸附位点以及聚多巴胺对重金属离子的络合作用,所制得气凝胶在重金属吸附领域极具潜力。因此,实验进一步探究了气凝胶对重金属铅离子(Pb2+)、铜离子(Cu2+)的吸附效果。实验结果表明:气凝胶对重金属离子的吸附量与初始浓度呈成正相关,测得对Pb2+、Cu2+的饱和吸附量分别为222 mg/g、274mg/g。利用Langmuir吸附等温曲线可以很好地拟合平衡吸附量与初始浓度的关系,说明为单层吸附。通过比较多种动力学模型发现,准二级动力学模型能更好地描述气凝胶对Pb2+、Cu2+的吸附行为,说明此吸附过程主要受到化学作用的控制。更多还原