石墨烯/凹凸棒复合气凝胶的制备及吸附性能文献综述

 2021-10-22 21:45:36

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文 献 综 述1 引言随着国家工业化的快速发展,环境污染也越来越严重,大量工业废水、农业污水及生活污水的排入引发了严重的重金属污染。

重金属及其可溶性盐均有毒,且在环境中难以降解,随着食物链逐步累积,在人体和动植物体内产生毒性增大效应,对人类健康和生态环境造成严重的危害,发展各种处理污水的方法成为当今世界亟待解决的环境问题。

氧化石墨烯表面含有有限的官能团,并且其纳米粒子难于从处理后的废水中分离,凹凸棒价格低廉,来源广泛,其比表面积大,具有优异的吸附能力。

因此选择具有优良吸附能力和分离性能的凹凸棒作为氧化石墨烯的复合材料,制备出具有优良吸附性能的ATP/GO复合材料,可以对我国的重金属污染治理有很大的帮助。

2 石墨烯、石墨烯气凝胶及氧化石墨烯材料概况2.1 石墨烯材料概况石墨烯是由sp2杂化的碳原子形成的六边形蜂巢状二维薄膜材料。

石墨烯理化性质优异,理论比表面积可达2630m2/g,具有优良的热传导性能和高速的电子传递效率[1],并且机械强度高,吸光率低,在电极材料、传感器、储氢材料、催化剂载体、电子器件和生物材料行业中广泛应用[2]。

在实际应用中,需要将石墨烯组装成宏观物体,然而石墨烯片层间存在着强烈的π-π相互作用和范德华力,导致石墨烯片层发生堆积和团聚,极大降低了石墨烯的有效面积,从而限制了某些方面的应用。

2.2 石墨烯气凝胶材料石墨烯气凝胶(GA)拥有独特的三维纳米多孔网络结构[3],是由二维蜂巢晶格的石墨烯片层相互堆叠组装而成,该结构有效地兼具了石墨烯和气凝胶的诸多优点,具有更低的密度、更高的比表面积和更大的孔隙率。

石墨烯气凝胶在有机污染物、重金属离子、有毒有害气体去除等领域具有巨大的应用前景,是目前最理想的吸附材料之一。

为了进一步扩大GA的应用方向,可以根据石墨烯纳米片层结构,组装设计出满足实际应用的不同特性的石墨烯气凝胶材料,还可以通过复合其他功能化无机纳米粒子、聚合物分子材料等制备出功能化的GA吸附材料,进一步拓展其对新型污染物的吸附潜能。

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