三维氧化石墨烯气凝胶高效吸附与可见光光催化去除六价铬

• 作者: 盛梦霜 余梅 尚静 朱彤
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 氧化石墨烯 气凝胶 六价铬 光催化还原 吸附动力学
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 447-458
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2021-0962

摘要

三维气凝胶材料由于具有大比表面积和优异的光学、电学等性能,近年来引起研究者的关注.本研究以氧化石墨烯(graphene oxide,GO)为前驱体,结合交联法与超临界CO2萃取法制备了三维多孔和易于回收的氧化石墨烯气凝胶(graphene oxide aerosol,GOA).采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱和氮气吸附法对其理化性质进行了表征,考察了其对于六价铬(Cr(Ⅵ))的吸附和可见光下的光催化还原性能.GOA制备过程中GO被水热还原且基面产生了较多缺陷,三聚氰胺与三聚氰酸作为交联剂增大层间距的同时使GOA拥有大比表面积和丰富的多孔结构.GO、三聚氰胺、三聚氰酸质量比为3∶3∶3且GO浓度为6mg L-1时,获得的样品GOA333-6的比表面积和缺陷密度最大,且展现出对Cr(Ⅵ)最优的吸附能力和可见光光催化效率.GOA对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合拟二阶动力学模型和Langmuir吸附等温模型,说明该吸附过程为单层的化学吸附,其中初始吸附阶段颗粒内扩散是限速步骤.本研究结合了吸附和光催化技术,制备出的GOA样品对于提高污染物去除效率和GO样品的开发利用都具有参考意义.