氧化石墨/壳聚糖复合水凝胶的制备及其对锌铅离子吸附性能的研究

胡章记，王彦娜，梁慧锋，王晓楠

（1.邢台学院化学与化工学院，河北 邢台 054001；2.新疆科技学院化学化工学院，新疆 巴州 841000）

锌和铅是污染环境的主要重金属，对水体和生态系统的影响较大，是处理废水中的重金属离子的重点研究内容。吸附法具有操作简单、成本低、效果突出、无二次污染的优点，是处理废水中的锌和铅离子的重要方法[1-2]。壳聚糖(CS)具有来源广、价格低，环境友好、常温下不分解、生物易降解及抑菌作用等优良性能。将氧化石墨(GO)与壳聚糖水凝胶结合，可以赋予水凝胶许多优异性能，大大提高水凝胶的吸附性能，已成为天然高分子水处理絮凝剂的研究热点[3-5]。本文以氧化石墨和壳聚糖为原料制备水凝胶，探究溶液pH、吸附时间、吸附温度和氧化石墨含量对Zn2+和Pb2+吸附的影响以及吸附动力学模型。

1 实验部分

1. 1 仪器及试剂

XRD-6100型X射线粉末衍射仪，WQF-510型傅里叶红外变换光谱仪，TAS-990Super AFG型原子吸收分光光度计，ASAP-2460型比表面积孔径分析仪，TGA-4000型热重分析仪，VEGA TS5136XM型扫描电子显微镜，LGJ-10型冷冻干燥机，数显恒温水浴锅，超声波清洗器，低速离心机，数显恒温振荡培养箱。

石墨、双氧水（分析纯），浓硫酸、盐酸、高锰酸钾、冰乙酸（分析纯）、硝酸钾、硝酸铅（分析纯）、锌粉（优级纯）、壳聚糖（分析纯）。

1.2 实验过程

1.2.1 氧化石墨的制备

本文采用安全高产的改进Hummers法制备氧化石墨，制备过程见图1。

图1 氧化石墨(GO)制备过程

1.2.2 GO/CS水凝胶的制备

向三颈烧瓶中加入10mL去离子水，再加入一定量的氧化石墨，超声使其均匀分散。边机械搅拌边加入0.25 g壳聚糖粉末，继续搅拌使两者混合均匀。……