石墨烯,石墨烯纖維復(fù)合材料,石墨烯水處理薄膜是什么?相信很多人不了解石墨烯,現(xiàn)在由河南六工石墨有限公司您講解一下什么是石墨烯,石墨烯纖維復(fù)合材料,石墨烯水處理薄膜:

石墨烯基于比表面積大、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好,、可修飾性強(qiáng)以及導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn),石墨烯不僅可很好的吸附水中的有機(jī)溶劑、重金屬等污染物,還可作為催化劑載體,催化水中污染物的降解,因而作為污水處理材料被人們廣泛研究.石墨烯是世界上最薄,、最硬的材料.

石墨烯材料可以用來吸附水中有機(jī)污染物,例如有機(jī)染料、烴類,、農(nóng)藥和一些天然有機(jī)物質(zhì).

石墨烯材料在水處理領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì):

在水處理中,石墨烯類碳材料除了利用其過濾的作用外,還有一個(gè)重要的作用,就是吸附.作為水處理吸附劑,可吸附三類污染物: 有機(jī)物,金屬離子與無機(jī)陰離子.

石墨烯巨大的比表面積使它成為優(yōu)質(zhì)吸附劑.常見的石墨烯類碳材料除包括石墨烯和上述的氧化石墨烯外,還有還原氧化石墨烯.后兩者的制備,常用石墨經(jīng)氧化還原反應(yīng)制得.

氧化石墨烯擁有大量的羥基,、羧基、環(huán)氧基等含氧基團(tuán),是一種親水性物質(zhì),與許多溶劑有著較好的相容性,通過靜電作用,、氫鍵或π-π鍵與污染物結(jié)合,進(jìn)而去除染料廢水中有機(jī)污染物.例如,在去除亞甲基藍(lán)(MB)過程中,主要是通過靜電作用和π-π鍵起作用.其中靜電作用是因?yàn)閬喖谆{(lán)表面帶正電,GO 表面帶負(fù)電.

氧化石墨烯去除金屬離子是由于氧化石墨烯表面的環(huán)氧基,、羧基、羥基等含氧基團(tuán)能與金屬離子,尤其是多價(jià)的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng).

殼聚糖被認(rèn)為是去除廢水中重金屬污染物最有前景的吸附劑之一,但其機(jī)械強(qiáng)度和物理穩(wěn)定性欠佳,人們研究了增強(qiáng)殼聚糖的性能及吸附能力的方法.氧化石墨烯與殼聚糖等吸附劑結(jié)合,形成的復(fù)合結(jié)構(gòu),具有巨大的比表面積,可增強(qiáng)吸附性能,是新型石墨烯材料的研究方向.

例如:氧化石墨烯與殼聚糖,、Fe3O4等磁性材料等結(jié)合形成復(fù)合材料,可增強(qiáng)材料的表面性能,進(jìn)而提高吸附性能,備受關(guān)注.Fe3O4-殼聚糖-GO 復(fù)合物用于去除亞甲基藍(lán),該類復(fù)合材料環(huán)境友好,、可降解、吸附迅速和易分離等特性是其優(yōu)勢(shì)所在.

還原氧化石墨烯( RGO),對(duì)于陰離子染料的去除率高達(dá)95%.這是因?yàn)?還原后的氧化石墨烯將GO表面的羰基還原成了羥基,提高了其表面電勢(shì),C—OH和C—H鍵增多,去除特定結(jié)構(gòu)染料分子的作用力主要通過氫鍵作用,對(duì)于某些陰離子的吸附能力反而更強(qiáng).

3.石墨烯類碳材料+光催化材料=水處理中的光反應(yīng)催化劑

石墨烯的復(fù)合材料可作為光催化劑對(duì)污染物進(jìn)行光降解.這是由于石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)使之具有較高的電子傳輸性能,在光電轉(zhuǎn)化和光催化應(yīng)用中,將石墨烯類碳材料與光催化材料結(jié)合,在水處理中可以發(fā)揮兩種材料的協(xié)同效應(yīng).石墨烯類碳材料在復(fù)合材料中作為吸附劑,、電子受體,有效增強(qiáng)了常見光催化材料對(duì)有機(jī)染料和重金屬污染物的光降解效果.

TiO2 穩(wěn)定,、無污染,是最佳的光催化材料之一. 但由于光激發(fā) TiO2 產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)極易復(fù)合,而石墨烯獨(dú)特的電子傳輸特性可以降低光生載流子的復(fù)合,提高 TiO2 光催化效率.例如TiO2 /GO復(fù)合物,用以處理亞甲基藍(lán).在紫外光和可見光下,吸附能力和光催化能力均有所提高.其原因是方面的協(xié)同作用,包括復(fù)合物比表面積的增大,染料分子和芳香環(huán)之間的 π-π 鍵作用以及亞甲基藍(lán)與石墨烯材料表面的含氧基團(tuán)的作用.在光學(xué)特性方面,氧化石墨烯的加入使得Ti—O—C鍵形成,降低了TiO2的能帶間隙,也增強(qiáng)了對(duì)有機(jī)染料的光降解效果.

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