新型GO/MoS2复合电极的制备及对铅离子的吸附
2021-04-05王一明丛玉凤
王一明,黄 玮,丛玉凤
(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001)
随着经济的快速发展,含重金属工业污水排放造成的污染日趋严重[1],特别是铅离子的污染。铅及其复合物对肝脏、神经和生殖系统都具有不可逆的伤害[2],世界卫生组织(WHO)对饮用水中铅的标准限值为小于0.01 mg/L[3]。传统去离子水处理方法有吸附法[4]、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法[5]、生物法[6]、电化学法[7]等。电容去离子法即电吸附(CDI),与传统方法相比能耗低、效率高和无二次污染,作为新型水处理技术而受到了许多研究者关注。
电极材料是电容去离子技术的关键,传统的碳基氧化石墨烯,由于具有大的比表面积、良好的导电性和化学稳定性,已得到广泛应用[8],其丰富的含氧基团(−OH、−COOH等)可与重金属离子结合,J.Zheng等[9]采用沉积法将氧化石墨烯(GO)富集在泡沫镍(NF)上,制备的电极对铅离子吸附容量高达3 690.37 mg/g。MoS2具有独特的S−Mo−S三原子层堆叠结构,表面的硫能与金属离子络合,是吸附材料的理想选择[10]。K.Ai等[11]通过增宽MoS2纳米片的层间距暴露整个S原子,从而增加Hg2+的结合位点,对Hg2+的吸附容量为2 506.00 mg/g。M.Zhang等[12]从天然辉钼矿上剥离,制得MoS2电极去除水体Pb2+,Pb2+与S结合形成PbS,从而去除水体中的Pb2+,吸附容量为86.26 mg/m2。然而,单体MoS2吸附效果有限,X.Jiang等[13]发现单体MoS2吸附剂吸附Cr6+容量仅为1.57 m2/g,而MoS2与GO复合制备的复合吸附剂能吸附Cr6+容量为81.34 m2/g。谭凤芝等[14]采用聚乙烯吡咯烷酮修饰的GO与MoS2复合,制备了一种稳定的电池负极,实验循环50次后,比电容约为800(mA·h)/g。刘天西等[15]制备了硫化钼/石墨烯/碳纳米球复合材料,导电性好且化学性能稳定,可应用于电催化和储能领域。……
