石墨烯对4-硝基苯酚的吸附性能研究

杨金杯，叶银钕，赖衍斌

(福建师范大学福清分校 近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室，福建 福州 350300)

近年来，水污染已成为世界性的环境问题之一[1]。4-硝基苯酚是一种重要的有机中间体，广泛用于石化、染料、农药和医药的生产，因其分子含硝基和苯环而有较大毒性，已被国家列入水中优先控制污染物名列[2]。含酚废水的治理包含化学沉淀法、化学氧化、焚烧法、光催化法、生物法、萃取、膜分离和吸附等[3-5]。吸附法因过程简单、高效和可回收等优点，已被广泛用于废水废气治理[6]。

石墨烯是一种单层碳原子排列成六边形晶格的二维碳材料[7]，因表面具有丰富的π键、较大的比表面积和多孔等优点，是一种优异的吸附材料[8]，当前只有少量报道用于含酚废水的处理，而尚未见其对4-硝基苯酚的吸附研究报道。本文采用氧化-还原法制备了石墨烯并用于吸附4-硝基苯酚，探究了各种工艺条件对吸附的影响，考察了该过程的吸附热力学与动力学，确定热力学参数和活化能，为吸附法处理含4-硝基苯酚废水的应用提供依据。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

石墨粉，工业级；30%过氧化氢、高锰酸钾、硫酸、4-硝基苯酚、盐酸、水合肼85%、硝酸钠、氨水均为分析纯。

THZ-C型恒温振荡器；UV-1750型紫外-可见分光光度计；KQ-25DE型超声波清洗器；TDL-4型低速台式离心机；Quata FEG 200型扫描电镜；Autosorb-iQ比表面和孔径分布分析仪。

1.2 石墨烯的制备

通过氧化-还原法制备石墨烯。将1.0 g 硝酸钠、1.0 g石墨粉和45 mL浓硫酸置于500 mL烧杯里，在冰水浴的条件下缓慢加入6.0 g高锰酸钾，不断搅拌，防止温度过高导致意外。……