鞣酸改性石墨烯.docx

通过鞣酸改性石墨烯吸附和去除溶液中的罗丹明B刘坤平、李慧敏、王一鸣、苟小军、段一祥 四川大学以及一系列的赘述关键字：石墨烯、鞣酸、罗丹明B、吸收动力学摘要：一种用于纳米合成鞣酸改性石墨烯简便且绿色的方法会减少鞣酸的用量，也会减少哪些改变石墨烯表面物化性质以提高吸收效率的反应试剂。随后，那些制备好的TA-G将会用于研究罗丹明B的吸收行为。由于强烈的相互作用和静电吸引，TA-G在RB的吸收行为中有很好的表现，吸收等温线符合LANGMUIR模型，实验数据也大概符合LANGMUIR模型计算的最大理论溶解度201mg/g。溶解动力学与pseudo-second-order模型相一致并且化学吸附溶解的速率控制步骤。因而，纳米合成的TA-G将会是去除溶液中罗丹明B理想的吸附剂，也会打开石墨烯在环境应用的潜力之门。简介 被用于各行各业，比如纺织、涂料、食物、橡胶、药用、化妆行业的着色。它在水中释放的有害物质会污染环境，有些物质甚至会致癌严重危害健康。RB是一种重要的水溶性有机染料，广泛用于纺织物、食物、和生物工程的着色剂。因其怀疑有致癌性质，因而被禁用多年。但是随着工业的发展和不合法产业的出现，RB仍有机会进入食物链中危害人类健康。由于环境影响，去除染料溶液中有害物质尤为重要。如今，物理和化学方法都被用于处理颜料污染问题，如吸附、氧化、电化学氧化以及光催化氧化。其中，吸附是成本最低、效率最高的方法。很多的吸附剂如活性炭，自然物质，生物吸附剂都被用于吸收过程。最近，由于纳米科技和纳米材料的发展，为了提高效率，纳米材料以其优越的比表面积会吸附大量颜料而被广泛应用，并且取得了良好的效果，然而由于大量的染料和技术花费问题，也存在着很大的难关。石墨烯，一种拥挤的蜂窝状的单层二维碳源子结构，引起了人们的广泛兴趣。这是由于他有大量的自然优越性能；大量的特殊比表面积、优越的电导性能、电子移动性能而被用于纳米电子设备、传感器和纳米合成材料。由于大型的电子移位体系，石墨烯会与苯环化合物建立强烈的反应，也是本化合物一种很好的候选吸附试剂。但是石墨烯在水中更倾向于聚结成块，这是由于存在范德华力，限制了很多的优越性能，他的优越性能会在更少的层或单层结构展现。因而，经常用共价究石墨烯。鞣酸是一种高分子量聚酚化合物，它含有大量笨磷二酚和焦培酸，独特的减少EGO的能力。并且由于TA结构中有大量的苯环结构他还可以通过作为改良物质吸收单个石墨烯通过反应来获得纳米合成鞣酸石墨烯。石墨烯TA-G，会提高他们的物化性质来提高在水中稳定性。然而，在我们的知识层面内，还没有，报道过用TA-G来去除有机染料污染物。在这项工作一种用于纳米合成鞣酸改性石墨烯简便且绿色的方法会减少鞣酸的用量，也会减少哪些改变石墨烯表面物化性质以提高吸收效率的反应试剂。随后，那些制备好的TA-G将会用于研究罗丹明B的吸收行为。由于强烈的相互作用和静电吸引，TA-G在RB的吸收行为中有很好的表现，吸收等温线符合LANGMUIR模型。溶解动力学与pseudo-second-order模型相一致并且化学吸附溶解的速率控制步骤。因而，纳米合成的TA-G将会是去除溶液中罗丹明B理想的吸附剂，也会打开石墨烯在环境应用的潜力之门。实验2.1、设备和试剂罗明B（RB），单宁酸（TA）和石墨粉末（KS-10）购自Sigma。所使用的所有其它化学品均为分析纯的，无需进一步纯化即可使用。制备所述的Milli-Q系统（Millipore公司，公称电阻18.2 M_厘米）在所有实验中使用的超纯水。所有的pH值进行了测量与小灵通-3B数字pH计（上海海雷磁设备厂，上海，中国）。场发射扫描电子显微镜（FESEM）做在一个Kevex JSM-6701（日本）。传输ELEC特隆显微镜（TEM）图像，使用200千伏的加速电压由JEOL2100获得。上的Nicolet6700进行FT-IR分析进行（热）傅立叶变换红外spectrome之三。通过UV-Vis光谱被记录的Unico2802PC UV-Vis分光计。2.2、TA-G的制备氧化石墨烯（GO）的合成，从天然石墨粉末经修改后的^ h ummers和Offeman方法[19]。然后转到分散在水中，并进行超声剥离的方法，得到黄棕色分散在ultrasonica-器2小时，接着以3000rpm离心以去除任何unexfoliated GO得到均质的剥离石墨烯氧化物（EGO）分散。接着，将4g单宁酸被加入到三颈烧瓶中，其中已含有100.0毫升该均匀EGO分散体中并搅拌30分钟，直到单宁酸（TA）已完全解决了。将所得混合物加热至95?℃并使下搅拌环9小时进行反应。最后，将黑色丹宁酸官能石墨烯（TA-G）由三个过滤和水洗周期得到，然后在真空中干燥。此外，如在一个反面-控制实验的比较，纯石墨烯还制备用水合肼减