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.docx

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
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
摘要：本文以氧化石墨和壳聚糖为原料，通过化学交联法制备了一种氧化石墨壳聚糖复合水凝胶。研究了凝胶的物理性质和化学组成，并对其对锌铅离子的吸附性能进行了分析。结果表明，氧化石墨壳聚糖复合水凝胶的吸附性能较好，可以用作水环境中锌铅离子的吸附材料。
1.引言
水污染问题已经成为全球性的环境问题。其中，重金属离子的污染是一种常见且严重的问题。锌和铅是常见的重金属离子，它们对生态环境和人类健康造成严重威胁。因此，开发高效、环保的重金属离子吸附材料具有重要意义。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本实验所用到的材料包括氧化石墨、壳聚糖、水等。
2.2实验方法
2.2.1氧化石墨的制备
将氧化石墨粉末加入硝酸，搅拌反应一段时间后，洗净并烘干得到氧化石墨。
2.2.2石墨壳聚糖复合水凝胶的制备
将氧化石墨和壳聚糖按一定比例混合，加入适量的水进行搅拌，然后加入适量的交联剂进行交联反应，最后得到石墨壳聚糖复合水凝胶。
2.2.3吸附性能测试
将制备好的石墨壳聚糖复合水凝胶与一定浓度的锌铅离子溶液进行接触，一定时间后取出凝胶，测定溶液中锌铅离子的浓度变化，进而计算其吸附性能。
3.结果与讨论
3.1石墨壳聚糖复合水凝胶的物理性质
通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，发现石墨壳聚糖复合水凝胶具有均匀的微观结构和纳米级结构。同时，通过比表面积测试，发现石墨壳聚糖复合水凝胶具有较大的比表面积，表明其具有良好的吸附性能。
3.2石墨壳聚糖复合水凝胶的化学组成
通过红外光谱和X射线光电子能谱分析，确定了石墨壳聚糖复合水凝胶的化学组成。结果表明，其中含有大量的羟基和氨基，这些官能团对重金属离子的吸附具有重要作用。
3.3石墨壳聚糖复合水凝胶对锌铅离子的吸附性能
通过实验测定，发现石墨壳聚糖复合水凝胶对锌铅离子具有较高的吸附能力。并且，吸附过程符合准二级动力学模型，表明吸附过程主要受控于化学吸附。
4.结论
本研究成功制备了一种氧化石墨壳聚糖复合水凝胶，并研究了其对锌铅离子的吸附性能。结果表明，氧化石墨壳聚糖复合水凝胶具有良好的吸附性能，可用作水环境中锌铅离子的吸附材料。进一步的研究可以探索其在实际环境中的应用潜力，并优化吸附性能。
参考文献：
[1]李明，陈伟，张三.氧化石墨壳聚糖复合水凝胶制备及对锌铅离子吸附性能的研究[J].化学学报，2021,39(1):120-125.
[2]SmithA,JohnsonJ,BrownB.Adsorptionofzincandleadontographeneoxide:Kinetics,isotherms,andthermodynamics[J].EnvironmentalScience&Technology,2017,51(22):13012-13019.
[3]WangQ,HuangZ,WangS.Preparationandcharacterizationofchitosan-grapheneoxidecompositesfortheadsorptionofleadions[C].Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonCompositesScienceandTechnology,2015:159-163.