·444· 工程科学学报，第38卷，第3期 0.06 4.0 3.8 0.05F 3.6 ◆ 0.04 3.4 3.2 ■25℃ ■25℃ ▲40℃ 3.0 ▲40℃ 0.02 ·55℃ ●55℃ 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 28 .01.52.02.53.03.54.04.55.0 le. nc. 图9石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸吸附的Langmuir方程(a)和Freundlich方程(b)拟合曲线 Fig.9 Simulated curves of the Langmuir(a)and Freundlich (b)isothermal equations for the adsorption of humic acid onto the graphene modified or- ganobentonite 墨烯有机膨润土复合材料在腐殖酸溶液的初始质量浓 100 度为200mgL,吸附剂的用量为5gL,溶液pH值 95 为6，吸附时间为1h,反应温度为25℃的条件下进行 吸附实验，重复上述实验，结果如图11所示。随着解 90 吸附次数的增加，石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的 85 去除效率有所下降。这可能是因为在解吸过程中有部 分吸附剂的损失所致。吸附剂经过5次再生后其去除 80 率为86.3%，说明石墨烯改性有机膨润土的稳定性较 好，有着较高的重复使用率，可被重复用来吸附水中腐 70 殖酸。 解吸附次数 100 图11解吸次数与氧化石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸吸附性 90 能的关系 Fig.11 Relationship between desorption times and the adsorption of humic acid onto the graphene modified organobentonite 70 附性能。最优吸附条件：温度为25℃，pH值为6，吸附 剂用量为5gL,吸附时间为1h。在最优吸附条件下 60 石墨烯改性有机膨润土对初始质量浓度为200mg·L 腐殖酸溶液的去除率达到95.52%。 50 0 0.05 0.10 0.15 0.20 (3)石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的吸附行为 NaOH浓度(mol-L-) 符合Langmuir吸附等温模型，在最优吸附条件下最大 图10NaOH浓度对石墨烯改性有机膨润土解吸附腐殖酸的 的理论吸附量为52.08mg“g。就整个吸附过程而 影响 言，准二级动力学模型能更好地描述腐殖酸在复合材 Fig.10 Effect of NaOH concentration on the desorption of humic 料上的吸附动力学行为。 acid onto the graphene modified organobentonite (4)石墨烯改性有机膨润土复合材料制备方法简 3 单、成本低且解吸再生效率高，同时对腐殖酸的饱和吸 结论 附量高，吸附速率快。此外，石墨烯与含有苯环的芳香 (1)石墨烯可与有机膨润土有效结合形成石墨烯 化合物之间存在强的一T作用，石墨烯表面的基团与 改性有机膨润土。经石墨烯改性后的有机膨润土结构 大分子有机染料易形成稳定的复合物，石墨烯可与金 更加蓬松，其官能团中出现酰胺键，层间距和比表面积 属离子，尤其是多价金属离子发生络合反应，说明石墨 进一步增大，有助于石墨烯改性有机膨润土复合材料 烯复合材料可能适用于吸附去除水中芳香类污染物、 吸附性能的提高。 有机染料、重金属离子等多种污染物，具有广阔应用 (2)石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸有良好的吸 前景。工程科学学报，第 38 卷，第 3 期 图 9 石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸吸附的 Langmuir 方程( a) 和 Freundlich 方程( b) 拟合曲线 Fig． 9 Simulated curves of the Langmuir ( a) and Freundlich ( b) isothermal equations for the adsorption of humic acid onto the graphene modified or￾ganobentonite 墨烯有机膨润土复合材料在腐殖酸溶液的初始质量浓 度为 200 mg·L － 1 ，吸附剂的用量为 5 g·L － 1 ，溶液 pH 值 为 6，吸附时间为 1 h，反应温度为 25 ℃ 的条件下进行 吸附实验，重复上述实验，结果如图 11 所示。随着解 吸附次数的增加，石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的 去除效率有所下降。这可能是因为在解吸过程中有部 分吸附剂的损失所致。吸附剂经过 5 次再生后其去除 率为 86. 3% ，说明石墨烯改性有机膨润土的稳定性较 好，有着较高的重复使用率，可被重复用来吸附水中腐 殖酸。 图 10 NaOH 浓度对石墨烯改性有机膨润土解吸附腐殖酸的 影响 Fig． 10 Effect of NaOH concentration on the desorption of humic acid onto the graphene modified organobentonite 3 结论 ( 1) 石墨烯可与有机膨润土有效结合形成石墨烯 改性有机膨润土。经石墨烯改性后的有机膨润土结构 更加蓬松，其官能团中出现酰胺键，层间距和比表面积 进一步增大，有助于石墨烯改性有机膨润土复合材料 吸附性能的提高。 ( 2) 石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸有良好的吸 图 11 解吸次数与氧化石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸吸附性 能的关系 Fig． 11 Ｒelationship between desorption times and the adsorption of humic acid onto the graphene modified organobentonite 附性能。最优吸附条件: 温度为 25 ℃，pH 值为 6，吸附 剂用量为5 g·L － 1 ，吸附时间为1 h。在最优吸附条件下 石墨烯改性有机膨润土对初始质量浓度为 200 mg·L － 1 腐殖酸溶液的去除率达到 95. 52% 。 ( 3) 石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的吸附行为 符合 Langmuir 吸附等温模型，在最优吸附条件下最大 的理论吸附量为 52. 08 mg·g － 1 。就整个吸附过程而 言，准二级动力学模型能更好地描述腐殖酸在复合材 料上的吸附动力学行为。 ( 4) 石墨烯改性有机膨润土复合材料制备方法简 单、成本低且解吸再生效率高，同时对腐殖酸的饱和吸 附量高，吸附速率快。此外，石墨烯与含有苯环的芳香 化合物之间存在强的 π--π 作用，石墨烯表面的基团与 大分子有机染料易形成稳定的复合物，石墨烯可与金 属离子，尤其是多价金属离子发生络合反应，说明石墨 烯复合材料可能适用于吸附去除水中芳香类污染物、 有机染料、重金属离子等多种污染物，具有广阔应用 前景。 ·444·