禹宝伟 申太力 王婷婷 胡雪娇 刘英泽 杨胜韬

(西南民族大学化学与环境保护工程学院，四川 成都 610041)

三维磁性石墨烯泡沫的制备及其对亚甲基蓝的吸附研究*

禹宝伟 申太力 王婷婷 胡雪娇 刘英泽 杨胜韬#

(西南民族大学化学与环境保护工程学院，四川 成都 610041)

制备了三维磁性石墨烯泡沫(3D-MGS)，并研究了其对亚甲基蓝(MB)的吸附性能。用扫描电子显微镜、红外光谱仪和X射线光电子能谱仪表征发现，3D-MGS在保持石墨烯独特的片层结构基础上形成了3D网状结构，Fe3O4已掺杂成功。3D-MGS对MB的吸附动力学适合用准二级动力学模型描述，进一步用颗粒内扩散模型分析发现，第2阶段(420～720min)的边界层厚度比第1阶段(10～300min)大，会抑制MB在3D-MGS空隙内的扩散。3D-MGS对MB的吸附是一个自发、吸热的过程。Temkin模型适合用来描述3D-MGS对MB的等温吸附线。3D-MGS有较好的再生性，循环10次相对吸附量仍能达到33.12%。

石墨烯泡沫 吸附 亚甲基蓝

Abstract: Three-dimensional magnetic graphene sponge (3D-MGS) was prepared and its adsorption property on methylene blue (MB) was investigated. It was found that 3D-MGS formed three-dimensional structure while keeping graphene layer structure by scanning electron microscope. Fe3O4was successfully mixed observed by infrared spectrum and X-ray photoelectron spectroscopy. Pseudo-second-order model was suitable for describing 3D-MGS adsorption on MB. Inner particulate model showed boundary layer thickness of Stage Ⅱ (420-720 min) was thicker than that of Stage Ⅰ (10-300 min),which would inhibit the diffusion in 3D-MGS. 3D-MGS adsorption was a spontaneous and exothermic process. Adsorption isotherm could be fitted by Temkin model. After 10 recycles,the relative adsorption quantity retained 33.12%.

Keywords: graphene sponge; adsorption; methylene blue

水污染已是当前人们普遍关注的环境问题，特别是纺织、造纸和化妆品行业产生的染料废水因其极易被人们发现而倍受重视[1]。吸附技术具有广适性、易处理、成本低、吸附剂来源广泛等优点，是最有潜力的染料废水处理技术之一[2-5]。但大多吸附剂吸附量较小、吸附速率缓慢、易造成二次污染、再生性差[6-10]。石墨烯是一种由sp2杂化碳原子构成的片层结构的碳纳米材料，被广泛应用到污水处理中[11-12],[13]449,[14-16]。ZHAO等[13]452制备的硫掺杂石墨烯对Cu2+的最大吸附量可以达到228 mg/g，是活性炭的40倍。但是石墨烯的片层结构易发生堆叠，极大地影响其吸附能力和再生性[17]。……