磁性氧化石墨烯材料的制备及其对重金属离子的吸附研究

田金光，高小媛，李珍，张国辉，王丽莉

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司 炼化公司，陕西 延安 727406；2.陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054；3.陕西省工业水处理工程技术研究中心，陕西 西安 710054)

环境污染日益严重，特别是重金属污染威胁人类健康[1-2]。吸附具有简单、高效、节能、运行成本低等特点，在水处理领域表现出巨大的潜能。氧化石墨烯(GO)化学性质和物理性质优异，含氧官能团丰富，比表面积理论值达到2 630 m2/g，成为良好的新型吸附材料，在水处理中对重金属离子的吸附效率较高[3-4]。但是为了解决吸附材料从水体中分离出来[5-9]，需要合成一种带有磁性的吸附材料，以实现在磁场的作用下吸附材料能分离后再次使用。四氧化三铁磁性强且廉价易得，把Fe3O4负载在氧化石墨烯表面制备出磁性氧化石墨烯材料，就能实现对重金属离子具有强效吸附并且可和水体轻松分离开来。本文以 FeCl2·4H2O、FeCl3·6H2O和氧化石墨烯为原料，在NH3·H2O条件下，制备氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料(MGO)，考察其对Cu2+的吸附。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

HCl、Cu(NO3)2、NaOH、FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、NH3·H2O均为分析纯；氧化石墨烯(GO)，工业级。

AA-3300火焰原子吸收分光光度计；ZYC-100BR空气浴旋转摇床；202-OES电热鼓风干燥箱。

1.2 磁性氧化石墨烯的制备

将0.7 g氧化石墨烯(GO)分散于60 mL蒸馏水，加入500 mL圆底烧瓶中，超声分散30 min。将5.0 g FeCl2·4H2O和8.0 g FeCl3·6H2O的混合物溶解于去离子水中，加入上述500 mL的圆底烧瓶中，迅速加入40 mL氨水，搅拌30 min。将恒温磁力搅拌油浴锅升温至90 ℃，反应150 min。反应结束后，用蒸馏水和乙醇洗涤产物数次，置于磁场进行吸附分离，70 ℃真空干燥，制备得到MGO。……