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二维材料在水处理中的应用

I目录

■CONTENTS

第一部分二维材料吸附污染物的机理2

第二部分二维材料在有机污染物去除中的应用6

第三部分二维材料在重金属去除中的应用8

第四部分二维材料在生物污染物去除中的应用12

第五部分二维材料用于水处理16

第六部分二维材料复合材料在水处理中的应用18

第七部分二维材料在水处理中的挑战和前景22

第八部分二维材料在水处理中的可持续性和经济效益24

第一部分二维材料吸附污染物的机理

关键词关键要点

静电吸附

1.二维材料表面带有固有电荷，与污染物之间的静电吸引

力可有效吸附污染物。

2.表面电荷的性质和强度影响吸附效能，例如氧化石塞烯

带负申.可吸附带正电的重金属离子C

3.通过表面改性或掺杂，可以调节二维材料的表面电荷，

提高静电吸附能力。

n-n堆积

1.二维材料具有共舸结曲，当污染物分子也具有兀电子体

系时，可以在两者之间形成兀-冗堆积，增强吸附力。

2.多环芳母（如莅）等有机污染物具有较强的兀电子体系，

可通过兀-冗堆积有效吸附在二维材料表面。

3.通过优化二维材料的孔隙结构和比表面积，可以增加兀-

兀堆积位点，提高吸附效率。

疏水相互作用

1.某些二维材料，如石墨埔和氮化硼，具有疏水表面，可

通过疏水相互作用吸附疏水性污染物。

2.污染物分子与二维材料疏水表面的接触减少了溶剂化过

程，从而增强了吸附力。

3.通过表面改性或引入疏水基团，可以进一步增强二维材

料的疏水性，提商对疏水性污染物的吸附能力。

配位键结合

1.二维材料中的某些官能团，如羟基、海基和胺基，可以

与污染物分子形成配位键，形成稳定的络合物。

2.配位键的强度取决于官能团的性质和污染物的官能团亲

和力。

3.通过选择性表面改性和官能团修饰，可以增强二维材料

与特定污染物的配位键吸附。

离子交换

1.层状二维材料，如蒙脱土和黏土，具有可交换的层间离

子，可以与水溶液中的污染物离子进行离子交换。

2.离子交换过程涉及两种离子之间的静电吸引力，从而实

现污染物离子的高效去除。

3.通过选择性离子修饰或改变层间距，可以调节二维材料

的离子交换特性，使其对特定污染物离子具有更高的吸附

选择性。

催化降解