纖維素-氧化石墨烯復合膜的制備及其吸附性能研究.pdf

1、近年來，氧化石墨烯(GO)由于具有獨特的二維結構和較大的比表面積，同時含有大量的-OH、-COOH、C=O和環(huán)氧基等含氧官能團和離域π電子，對含有共軛體系的有機物和重金屬離子有很好的吸附效果，因此常作為新型吸附材料而被廣泛關注。然而氧化石墨烯的尺寸較小及片層比較柔軟，使用傳統(tǒng)的離心和過濾等方法，很難大規(guī)模的將其從溶液中分離回收，從而限制了其在吸附領域中的應用。因此探索吸附量大、易分離回收及可大規(guī)模使用的石墨烯基吸附材料，一直是人們研究的

2、熱點問題。
　　本論文采用真空抽濾的方法，制備了纖維素/氧化石墨烯復合材料膜(CGCM)，并分別研究了其對有機染料羅丹明B、重金屬離子(Cd2+、Pb2+和Cu2+)和忍冬葉提取液的吸附行為，研究結果表明，纖維素/氧化石墨烯復合膜具有吸附能力強、分離效果好和易回收再生等優(yōu)勢，有望應用于規(guī)?；a。主要研究內容包括以下三個部分：
　　先將棉纖維溶解到NaOH-尿素溶液中，之后與氧化石墨烯溶液混合，再通過簡單的一步真空抽濾法制備

3、纖維素/氧化石墨烯復合材料膜(CGCM)。在CGCM膜中，氧化石墨烯作為活性物質，纖維素主要起到骨架支撐的作用，且增加了活性位點。該吸附分離膜不僅保持良好的吸附能力，而且還能同時實現(xiàn)吸附和分離過程，吸附效率高。使用XRD、SEM、IR、Raman和TGA對GO和CGCM膜進行結構及形貌表征。結果證明氧化石墨烯被成功復合到纖維素中，所形成的復合材料膜是非常有序的層狀結構膜。
　　研究GO與纖維素質量比對羅丹明B的吸附情況，結果表明：

4、當纖維素和氧化石墨烯的質量比為8:1時(標記為C8G1)，吸附容量最大，為85.7mg/g。此外，使用乙醇有機溶劑對吸附飽和的CGCM復合膜進行解吸再生回收實驗，經過5次吸附-解析循環(huán)后，C8G1對羅丹明B的吸附效率保持在90％以上。此外，用C8G1對重金屬離子(Cd2+、Pb2+和Cu2+)進行吸附，考察和對比了C8G1對重金屬離子(Cd2+、Pb2+和Cu2+)的吸附情況，對Cd2+、Cu2+和Pb2+的吸附容量分別是11.99mg

5、/g、17.95mg/g和20.98mg/g。
　　考察和對比不同質量比的CGCM膜對忍冬葉提取液(The Extraction of Honeysuckle leaves,標記為TEH)的吸附情況。將吸附后所得的濾液和原液經HPLC檢測對比發(fā)現(xiàn)：C2G1對TEH沒有選擇性吸附，被C4G1，C6G1和C8G1吸附后的濾液中只檢測出新綠原酸、綠原酸、咖啡酸和異綠原酸C這4種有機酸，且被C4G1吸附后的濾液中該4種有機酸的含量相對較高

6、，因此C4G1在選擇性吸附TEH中是最佳比例。考察和對比不同體積分數(shù)的乙醇(30%、50%、70%和90%)對C4G1/TEH的洗脫情況，將洗脫液和原溶液經HPLC檢測對比發(fā)現(xiàn)：只有70%乙醇對C4G1/TEH有選擇性洗脫，將洗脫液和原溶液的HPLC對比發(fā)現(xiàn)：只檢測出新綠原酸、綠原酸、咖啡酸和異綠原酸C這4種有機酸。因此可以證明CGCM復合膜可以從忍冬葉提取液中有效分離出新綠原酸、綠原酸、咖啡酸和異綠原酸C這4種有機酸。通過標準曲線計算