改进的Hummers法制备工艺对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的研究
2021-11-04于思源王旭郭效宏赵彦钧毛雪莹单凤君
于思源,王旭,郭效宏,赵彦钧,毛雪莹,单凤君*
改进的Hummers法制备工艺对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的研究
于思源,王旭,郭效宏,赵彦钧,毛雪莹,单凤君*
(辽宁工业大学 化学与环境工程学院, 辽宁 锦州 121001)
为使改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)制备工艺的可控性更好,以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,采用单因素实验方法对改进的Hummers法制备工艺进行了优化制得GO。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对GO进行了表征。结果表明:当H2SO4质量分数为86%、H2SO4用量为29 mL、KMnO4加入时间为90~120 min、反应温度为14~16 ℃时,GO对MB的去除率达到95.63%。
改进的Hummers法; 制备工艺; 氧化石墨烯; 吸附
氧化石墨烯(GO)因其具有二维结构、巨大的比表面积和多种含氧官能团,使其成为在污染治理方面表现出巨大潜力的一种新型材料[1-2]。GO 的合成方法主要有Hummers'(HU)法[3]、Hofmann's (HO)法、Staudenmaier's(ST)法[4]和改进的Hummers'(IHU)法[5],但前3种合成方法采用KClO3和NaNO3作为氧化剂而有ClO2、NO2和N2O4有毒气体产生,而IHU法用KMnO4作氧化剂而没有有毒气体产生,但对其合成方法进行详细介绍的文献很少。本文以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,研究H2SO4质量分数、H2SO4用量、KMnO4加入时间、反应温度对GO吸附MB性能的影响,期望对GO的制备研究者提供数据参考。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
石墨粉,化学纯,青岛华泰润滑密封科技有限公司;高锰酸钾、浓硫酸、过氧化氢,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司。
傅里叶变换红外光谱仪(FTIR,SpectrumTMGx型),美国PE公司;扫描电子显微镜(SEM,Zeiss Sigma 500型),美国FEI公司;可见分光光度计,721型,上海仪电分析仪器有限公司;真空干燥箱,DZF-6030A型,上海一恒科学仪器有限公司;……
