氧化石墨烯在水体中的迁移转化机制研究

论文摘要

氧化石墨烯（GO）由于具有优异的物理化学性质,被广泛应用于能源化工、环境修复、纳米材料、液相催化等领域.与此同时,GO在应用的过程中不可避免会排放到自然界中,释放到环境中的毒性可能导致生物系统的不稳定性.因此,本文系统研究了几种常见阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+),阴离子(PO43-、SO42-、CO32-、HCO3-、Cl-)和粘土矿物（蒙脱石、高岭土、膨润土、纳米氧化铝）在不同浓度下对GO聚沉的影响,并以FTIR表征聚沉GO前后的粘土矿物.实验结果表明,阳离子具有较强的GO聚沉能力,且不同价态阳离子的聚沉能力有着较大差异.经分析, GO在水溶液中的电性为负,阳离子作为反离子,聚沉行为符合Schulze-Hardy规则,同价态阳离子间聚沉能力存在差异的主要原因是电负性和离子的水合作用.阴离子则起到增加GO水溶液稳定性的作用,且阳离子的聚沉作用高于阴离子的稳定作用.具有相同价态阴离子的钠盐聚沉GO的能力也存在差异,主要原因是HCO3-和CO32-的水解作用使得其负电荷数降低,稳定GO的能力下降.粘土矿物含有羟基和金属氧键,可与GO发生相互作用.根据粘土矿物最大聚沉效率的不同,聚沉能力为:纳米氧化铝>高岭土>膨润土>蒙脱土,主要影响因素为粘土矿物在水中的电性.本文有助于了解GO在不同水环境中的聚沉行为,对未来石墨烯工程应用于污染治理具有重要意义.

论文目录

• 1 引言
• 2 结果与讨论
•   2.1 GO的FTIR分析
•   2.2 阳离子对GO聚沉行为的影响
•   2.3 阴离子对GO聚沉行为的影响
•   2.4 粘土矿物对GO聚沉行为的影响
• 3结论
• 4 实验部分
•   4.1 材料和试剂
•   4.2 聚沉实验

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 石磊,庞宏伟,王祥学,张盼,于淑君

关键词: 氧化石墨烯,聚沉,阳离子,阴离子,粘土矿物

来源: 化学学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,环境科学与资源利用

单位: 华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室,华北电力大学环境科学与工程系燃煤电站烟气多污染物协同控制实验室

基金: 国家自然科学基金(Nos.21906052,21876048,21836001),中央高校基本科研业务费专项资金(Nos.2018ZD11,2018MS114)资助~~

分类号: TQ127.11;X52

页码: 1177-1183

总页数: 7

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