石墨烯复合材料的制备及对吸附性能研究

摘要：水滑石拥有特殊层状结构及和独特的物理性质，具有可调变的孔径择形吸附的催化性能，在催化吸附领域占有非常中重要的位置，石墨烯具有很大的表面积，有较强的吸附性。给水滑石一个更广阔的平台，石墨烯复合水滑石，增强了水滑石的吸附性能。利用石墨烯复合水滑石固体（吸附剂）用来吸附和和回收废水中有害物质或者我们有用的物质，从而使废水得到处理。收取废水中的一些有用的物质回收在利用。对人类的生活污水处理进一步发展，对人类将来人类的污水处理提供好的建议。

关键词：石墨烯；水滑石；石墨烯改性水滑石

一、前言

随着社会经济不断的发展，我国的生态环境受到严重的损害，尤其我生活污水严重影响人类的生活环境，和我们生活饮水健康。因此处理严重水污染和保護环境工程的方案，成为发展的重要的方向。

污水工业污水和生活污水。工业污水包括工业废水包括废水、污水、和其他液体，含有重金属有害离子，有害物质或者能回收利用的有用物质。在我们的生活污水中有很多有毒有害的物资。污水在人类的生活或者生产中产生。污水中含有很多有害物质和结构复杂的有害物资。

本次实验的研究意义在于，通过实验室的条件来模拟对污水的处理方法，找到对污水处理的有效办法，利用各种不同的原材料，者改性后的材料。降低对污水处理成本。

二、实验部分

（一）配置不同浓度的酞青蓝溶液

称取100mg的酞青蓝于500Ml的容量瓶中，然后取7个烧杯，一次编号1到7，然后将酞青蓝溶液稀释到2.0mg/L，3.0mg/L4.0mg/L，5.0mg/L，5.5mg/L，6.0mg/L，6.5mg/L.用来实验用。

（二）石墨烯复合水滑石

石墨烯复合水滑石是通过化学办法，水滑石具有特殊的物理性质和层状结构，通过石墨烯复合水滑石的孔径结构和粗糙程度，提高水滑石的相对表面积，因而使水滑石的吸附性能增强。具体的方法是：利用Humm ers的方法，首先将石墨氧化，让含氧官能团在石墨表面上形成，从而石墨烯层与层间的距离增大形成氧化石墨，然后用还原性物资（水合肼）将其还原成石墨烯。一般利用共沉淀的方法合成水滑石，在合成水滑石的过程中加入不同比例的水滑石。

（三）吸附实验部分

先将配置不同浓度的酞青蓝溶液依次分为多组加入离心试管中，然后将质量相同的水滑石和不同比例石墨烯复合水滑石按一组，二组，三组...依次加入离心试管中，在离心机上离心后放在振荡器上震荡，取上层清液测Abs，从而测得水滑石以及不同比例的石墨烯复合水滑石对酞青蓝的吸附量。

三、实验结果与分析

（一）比较水滑石和石墨烯复合水滑石对酞青蓝吸附

取质量相同的水滑石和石墨烯改性水滑石然加入离心试管中，在取浓度相同的酞青蓝溶液加入离心试管中，放在振荡器振荡8h然后放入离心机对它离心取上层清液，离心后取上层清液测溶液中的酞青蓝的浓度，然后计算出水滑石和石墨烯复合水滑石对酞青蓝吸附的物质的量。

由于水滑石具有特殊的层状结构和可调变的孔径，使其对酞青蓝具有吸附性，经过石墨烯的改性，改变了水滑石孔径和增大了水滑石的表面积，还有使孔径的粗糙程度发生了改变。使的复合水滑石对酞青蓝的吸附能力提升。

经过计算溶液中的酞青蓝的浓度从而计算出水水滑石对酞青蓝的吸附率没有达到63.5%，但是石墨烯复合水滑石对酞青蓝的吸附能力明显增强，但是随着溶液中的酞青蓝浓度增加吸附能力都有所减弱。

（二）复合水滑石中的石墨烯的含量不同对酞青蓝吸附影响

配置不同浓度的酞青蓝溶液，加入离心试管中，在将比例依次为3%，6%，9%，12%，15%，18%，21%，25%复合的水滑石以相同的质量加入离心试管，在放在振荡器振荡8h，然后让离心机离心取上面清液，离心后取上层清液测溶液中酞青蓝浓度。

随着石墨烯含量增加，复合水滑石对酞青蓝的吸附能力增强，但在石墨烯的含量在15%水滑石对酞青蓝的吸附能力最强，随后就是随着石墨烯的比例增加复合水滑石的吸附能力出现下降的趋势。

四、结论

复合水滑石相比水滑石来说，具有更多的孔状结构，增大其表面积，复合水滑石对生活污水或者工业污水中的物质有更强的吸附能力，使复合水滑石对污水中的有害物资的吸附能力增强。

在石墨烯不同比例复合水滑石，起到重要作用的使石墨烯的含量，通过实验可以得出来，石墨烯的含量过低或者过高都不适合复合水滑石对酞青蓝的吸附，只有在石墨烯的含量在15%左右的时候，复合水滑石对污水吸附能力达到最高效率。

参考文献：

[1]杨桂英 ，刘温霞.水滑石的制备及应用研究[J].中国非金属矿工业导刊.2007-3

[2]芦瑛 ，张林.氧化石墨烯基膜在水处理领域的研究进展[J]浙江大学化学工程与生物工程学院.2014-10-25

[3]刘虹丽.铁氧体/石墨烯复合材料的制备及吸附性能的研究[M].北京化工大学.2013

作者简介：邓爽，男，1995-01-05，安徽省宿州市人，本科在读，专业：材料化学。