新型石墨烯基复合气凝胶用于废水中钆离子的吸附

2021-07-01周玉清殷玮琰夏明桂

武汉纺织大学学报 2021年3期

关键词：模型

周玉清，方派，程锴，殷玮琰，夏明桂

新型石墨烯基复合气凝胶用于废水中钆离子的吸附

周玉清，方派，程锴，殷玮琰，夏明桂*

（武汉纺织大学化学与化工学院，湖北武汉 430200）

通过溶剂热法制备新型的具有3D结构的还原氧化石墨烯/聚氨基膦酸(PAPA)气凝胶(rGO/PAPA)。还原氧化石墨烯与PAPA链交联后得到的气凝胶(rGO/PAPA)被用作Gd(III)吸附剂。Gd(III)离子的吸附可在15min以内达到吸附平衡，最大吸附量868.5mg/g。 rGO/PAPA对Gd(III)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。吸-脱附循环试验表明rGO/PAPA具有良好的再生性能，并且对测试的吸附物具有很高的回收率。

氧化石墨烯；聚氨基磷酸；气凝胶；钆离子吸附

稀土元素(REEs)因其独特的电学、光学和化学性能被广泛应用于汽车工业、核能、医疗和生命科学等重要的领域[1]。其中，钆(Gd)具有最多的未配对电子数和最大的磁矩，因此被用作核磁共振成像剂(MRI)、磁制冷材料和中子吸收剂[2-4]。近年来，随着钆应用范围的扩大，对高纯度钆(Gd)的需求日益增加，从稀土萃取废水中选择性分离Gd(III)离子的有效方法引起了研究者的高度关注[5]。而且，水中未经处理的Gd(III)离子由于其生物蓄积性、致癌性和高毒性，可能对水生生物和人类健康造成严重损害[6]。

目前开发了用于Gd(III)离子回收的各种方法，包括吸附[7]、离子交换[8]、共沉淀法[9]等。其中吸附法因其应用广泛、经济可行、操作简便等优点被认为是一种最有效的方法[10]。据此，开发具有处理萃取废水中的Gd(III)的吸附材料具有重要的现实意义。