膨胀石墨对罗丹明B水溶液的吸附性能研究..doc

膨胀石墨的研究 学院学院采用化学氧化法制膨胀石墨。了罗丹明B溶液浓度方式mL/g，膨胀石墨用量0.02 g，罗丹明B溶液浓度mg/L，磁力搅拌条件下吸附240 min后，膨胀石墨对罗丹明B水溶液的吸附量可达23.55 mg/g。 关键词：天然鳞片石墨；膨胀石墨；罗丹明B；吸附性能 中图分类号：TG333.17 0 引言 石墨晶体层状结构[1]在强氧化剂作用下，石墨层间失去较活泼的π电子而被氧化，网状平面大分子转变成带有正电荷的平面大分子，使具有极性的插入剂(酸、碱、卤素)分子或离子插入石墨层与碳网平面形成石墨层间化合物（Graphite Intercalation Compounds，简称 GICs），即可膨胀石墨[2]。可膨胀石墨在加热到适当温度时，可瞬间迅速分解，使石墨沿C轴方向膨胀成蠕虫状的新物质，即膨胀石墨[3]（Expanded Graphite，简称EG）。膨胀石墨新型碳素材料不仅具备了天然石墨本身的耐热、耐腐蚀、耐辐射、导电、自润滑等优良特性，而且还具备了天然石墨不具备的轻质、柔软、多孔、可压缩、回弹等性能。作为一种重要的无机非金属材料，膨胀石墨材料广泛应用于环境、化工、冶金、动力机械、宇航及原子能工业，显示了强大的生命力和市场应用前景[]。采用传统高温膨化法制备的膨胀石墨，升至高温需要一定的时间，且膨胀过程中电能的消耗较大。石墨具有导电性，在微波作用下，可膨胀石墨的内部会产生巨大的涡电流，具有剧烈的加热效应，使可膨胀石墨中的插入物急剧分解和挥发，并剧烈膨胀，从而形成膨胀石墨。通过采用微波对石墨进行膨化处理，操作方便，过程易控，具有高效和节能的优点[]。赖奇等[,13]采用微波加热法成功制备了膨胀石墨，考察了微波功率、膨胀时间以及石墨粒度对膨胀体积的影响，并且发现微波加热法制得的可膨胀石墨产品的含硫量比传统加热方法低。马烽等[]以浓硫酸为插入剂，高锰酸钾为氧化剂用化学方法制备出石墨插层化合物，并用微波进行了膨化，结果表明微波膨化比传统高温膨化效果好。 了1 实验部分药品与仪器天然鳞片石墨（35目）双氧水（分析纯，30 wt.%）浓硫酸（分析纯，98 wt.%）罗丹明B。 FA2004N电子天平，HH-S型水浴锅，SHZ-D（）循环水式真空泵，101-2AB型电热鼓风干燥箱，WP700TL23-K5格兰仕微波炉。 制备方法称取天然鳞片石墨6 g置于250 mL烧杯中，并搅拌均匀；将混合物一段时间后，取出抽滤pH为5-7时，将产物在80干燥6 h；将，即得膨胀石墨EG）。 对罗丹明B水溶液的吸附性能测试0.04 g EG加入到150 mL、4 mg/L的罗丹明B水溶液中，磁力搅拌下进行吸附试验每隔30 min取液过滤并离心分离10 min，测定其上清液吸光度，每组重复两次，取其平均值作记录。测定吸光度时的波长为554 nm，罗丹明B水溶液的脱色率： (1) 式中，A0A为罗丹明B吸光度。 结果与讨论 2.1 罗丹明B水溶液的标准曲线 图1 罗丹明B水溶液的标准曲线Fig.1 The standard curve of Rhodamine B aqueous solution 以蒸馏水为溶剂，配制浓度分别为1 mg/L、2 mg/L、2.5 mg/L、3 mg/L、4 mg/L和5 mg/L的罗丹明B水溶液，并通过可见分光光度计测出其相应的吸光度。将浓度与吸光度利用线性拟合的方法作图，见图1。，罗丹明B水溶液的浓度和吸光度之间符合线性关系，即： (2) 相关系数R2=99.93%，符合精度要求。因此，通过公式（），代入罗丹明B水溶液某一时刻吸光度的数值即可求得该时刻罗丹明B水溶液的浓度值。 膨胀石墨对罗丹明B吸附量的计算公式如下： (3) 式中，q—吸附量，mg/g；C0—罗丹明B水溶液的初始浓度，mg/L；Ct—罗丹明B水溶液的浓度，mg/L；V—罗丹明B水溶液的体积（近似看保持不变），L；m—膨胀石墨的质量，g。2.2 膨胀容积对的影响 图2 膨胀容积对膨胀石墨吸附的影响Fig.2 The effect of expanded volume on the adsorptive property of EG 膨胀容积对膨胀石墨的影响结果如图2所示。随着吸附时间的延长，罗丹明B水溶液的脱色率不断增大，吸附后，脱色率。随着EG膨胀容积的增大，EG对罗丹明B水溶液的脱色。当EG的膨胀容积为250 mL/g时，EG对罗丹明B水溶液的脱