还原氧化石墨烯/TiO2纳米线复合膜的制备及对Cu2+吸附性的影响
2021-03-24林晓霞付德刚
人工晶体学报 2021年2期
关键词:复合材料
林晓霞,李 慧,付德刚
(1.金陵科技学院材料工程学院,南京 211169;2.东南大学,生物电子学国家重点实验室,南京 210096)
0 引 言
随着我国工业化的高速发展,大量水资源受到多种重金属的污染。铜离子是典型的重金属污染物之一,因进入环境后无法被生物降解,而具有较大的危害[1]。离子交换法、化学沉淀法、膜分离技术、吸附法[2-5]等是去除重金属离子常用的方法。其中,吸附法由于操作简便、吸附效率高,且价格低廉而得到广泛关注和应用[5]。
研究发现,以石墨烯为基础的材料有强的吸附能力,汪伟轩等[6]研究表明PSSMA修饰的磁性氧化石墨烯对Pb2+及Cu2+有较好的吸附性能,但在实际应用过程中,由于重金属离子占据吸附位点,氧化石墨烯之间会发生团聚而使吸附效率下降[7]。SiO2、ZnO、TiO2纳米粒子作为吸附剂对重金属离子具有较好的吸附效果,特别是TiO2因具有较大的比表面积,表面含羟基且表面原子具有不饱和性而易于和其他原子相结合,对许多重金属离子具有一定的吸附能力[8-10]。刘艳等研究了负载型TiO2对Cd2+、Cr3+、Cu2+重金属离子的吸附性能,结果表明TiO2对金属离子具有优良的吸附性能[11]。将氧化石墨烯与TiO2复合,可以改善石墨烯片层自团聚现象,优化孔隙结构,提高材料的比表面积,从而增强吸附性能[12-13]。但是纳米材料因颗粒细小,存在分离困难、难以回收的问题而影响其工业应用。
基于以上分析,本研究以改进的两步水热法联合真空抽滤法制备还原氧化石墨烯/TiO2纳米线(rGO/TiO2NWs)复合薄膜。复合膜对Cu2+的吸附效应可通过调节TiO2NWs的加入量、pH值进行研究。……
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