碳纳米管-石墨烯气凝胶制备及其对水中乳化油的吸附特性

• 作者: 丁传芹 刘会娥 陈爽 马雁冰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 羧基碳纳米管 石墨烯 气凝胶 复合材料 吸附 动力学
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 1508-1517
• 页数: 10页
• 分类号: TQ013.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20170895

摘要

以改进的Hummers-Offeman法制备出的氧化石墨(GO)与羧基化多壁碳纳米管(CNTs—COOH)为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为交联剂,乙二胺(EDA)为还原剂,水热还原法制得羧基碳纳米管-石墨烯复合气凝胶(CGA).调整GO与CNTs—COOH的质量比获得密度在8.40～14.42 mg·cm-3之间的气凝胶,并确定在GO∶CNTs—COOH=3∶1(质量)时得到的气凝胶的机械强度最优.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对所制备的CGA进行表征,得知GO与CNTs—COOH已成功还原组装成多孔状三维气凝胶结构.以水中乳化柴油作为研究对象,考察CGA样品在不同温度下对乳化柴油的吸附特性.结果表明,CGA的吸附量在前6 min迅速上升,在30 min左右达到吸附平衡,且平衡吸附量随温度升高而增加.吸附过程遵循准二级动力学模型,体系表观活化能为7.10 kJ·mol-1.利用颗粒内扩散模型分析得出,CGA对乳化油的吸附分为外表面吸附过程和内部孔道吸附过程(内部大孔道吸附、中孔道和微孔道内扩散3个阶段).