改性石墨烯/聚吡咯复合材料对水中Cr(Ⅵ)及刚果红的吸附研究

发布时间：2025-07-09 05:44

　　Cr（Ⅵ）是对人体危害最大的重金属之一,是一种优先控制污染物;刚果红（CR）是一种有机染料,不仅影响着水生态环境的健康,而且对人体有“三致”作用。因此,采用适当的方法处理废水中Cr（Ⅵ）和刚果红是件亟待解决的环境问题。石墨烯具有极大的比表面积,可以作为其它吸附材料的良好的载体,目前已经得到广泛的研究;聚吡咯,分子中含有大量的氨基,且具有一定的还原性;但单独的石墨烯和聚吡咯颗粒都易堆垛和团聚,降低了其比表面积,减少了其活性位点,限制了两者在实际中的应用。因此,对石墨烯和聚吡咯进行改性,增大其比表面积是实现其有效利用的有效方法。本研究以天然石墨粉、吡咯单体和正硅酸乙酯等为原料,通过水解法将SiO₂插入到石墨烯层间,形成石墨烯/二氧化硅复合材料（GS）,进而将聚吡咯颗粒均匀分散在石墨烯表面,形成石墨烯/二氧化硅@聚吡咯复合材料（GS-PPy）,减少聚吡咯颗粒和石墨烯的团聚。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等多种表征方法研究GS-PPy复合材料的形貌结构,并用GS-PPy去除溶液中的Cr（Ⅵ）和刚果红,探讨溶液pH...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1GO,GS和GS-PPy的XRD衍射图谱

图3-1是GO、GS和GS-PPy的XRD衍射图谱,从图中我们可以看出氧化石墨烯在11.13°处出现了特征峰,根据Bragg方程计算可知,其对应的层间距为0.79nm,远高于还原氧化石墨烯的层间距,主要是因为氧化石墨烯上存在的大量含氧官能团使氧化石墨烯层间距增大[43];而GS....

图3-3(a)GS,(b)GS-PPy的N2吸附-脱附等温线

根据氮气吸脱附等温线得到GS、PPy和GS-PPy的比表面积分别为811.7、17.6和37.6m2/g,其中石墨烯/二氧化硅复合材料的比表面积(811.7m2/g)远高于相关文献制备的石墨烯类材料的实际比表面积[67-69],主要是因为棒状SiO2插层到石墨烯层间,使石墨片....

图3-4 GS,PPy,GS-PPy的红外光谱图

GS、PPy和GS-PPy复合材料的红外光谱图如图3-4所示。GS的红外光谱图在3424、1720、1622cm-1出现特征峰,分别对应着-OH的非对称伸缩振动、羧基中的C=O伸缩振动以及吸附水中H-O-H的弯曲振动[45],因此,GS中氧化石墨烯仍存在部分含氧官能团,并未完全....

图3-5 GS-PPy吸附Cr(VI)前后的XPS图:(a)全谱图;(b)N 1s谱图

GS-PPy复合材料吸附Cr(VI)前的XPS图谱如图3-5a所示,图中可以看出102.2、169.6、285.6、400.0、532.6eV处的峰分别对应Si2p、S2p、C1s、N1s和O1s[66,73],证明GS和PPy成功复合在一起;其中S2p的峰主要来源....

本文编号：4057252