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氧化石墨烯(简称GO)比表面积大、表面官能团丰富,作为优异的吸附材料,有望被广泛应用于水处理领域。但因氧化石墨烯水溶性极好,难以从水体中分离出来,限制了它的应用。本研究选用固体废物粉煤灰作为载体,先用壳聚糖包裹粉煤灰,使粉煤灰表面负载带正电荷的氨基,与氧化石墨烯表面的羟基、羧基、环氧基等带负电荷的官能团通过静电吸引自组装结合,再用戊二醛交联固化,制备粉煤灰/壳聚糖/氧化石墨烯复合材料(简称FCGO),以染料和重金属汞为目标污染物,通过静态吸附试验研究FCGO的吸附性能。主要研究结论如下:1、通过交联法制备粉煤灰/壳聚糖/氧化石墨烯复合材料,采用正交试验法确定了FCGO吸附酸性大红、阳离子艳红及重金属Hg(Ⅱ)效果最优时的制备条件,均为1 g粉煤灰所需15 mL 5 mg/mL GO、25 mg壳聚糖、1 mL戊二醛及80°C交联。采用扫描电子显微镜(SEM)、漫反射傅立叶红外光谱(DRIFT)、X-射线电子能谱(XPS)、X-射线衍射分析(XRD)等方法对FCGO进行表征,结果显示粉煤灰颗粒表面光滑,主要成分为SiO2和Al2O3,负载GO之后表面粗糙褶皱,并出现了C、N新元素,O含量增加,表明GO已经被成功负载到粉煤灰颗粒表面。2、研究FCGO复合材料对酸性大红和阳离子艳红的吸附性能。时间的增加和温度的升高均有利于对染料的吸附。溶液初始pH值对吸附酸性大红的影响较大,随pH值升高吸附量逐渐降低,而对阳离子艳红的影响不大。FCGO对酸性大红和阳离子艳红的最大吸附量分别为38.87 mg/g和64.50 mg/g。3、用吸附动力学和等温线模型对染料的吸附数据进行非线性拟合,结果表明:FCGO对酸性大红和阳离子艳红的吸附均符合准二级动力学模型,酸性大红的吸附过程受边界层和内扩散控制而阳离子艳红仅受边界层控制。三参数Redlich-Peterson等温线模型最适合描述FCGO对两种染料的等温吸附过程。两者的热力学参数结果显示吸附过程是吸热自发进行的。初步推断FCGO吸附酸性大红的机理可能为静电作用,吸附阳离子艳红的机理可能为静电作用和π-π作用。4、研究FCGO复合材料对水体中低浓度Hg(Ⅱ)的吸附性能。随时间的增加和温度的升高,吸附效果越好。弱碱条件有利于Hg(Ⅱ)的吸附,pH值为6.34时吸附量最大。水体中与Hg(Ⅱ)共存的阴、阳离子在大体趋势上分别促进和抑制对Hg(Ⅱ)的吸附。FCGO对Hg(Ⅱ)的吸附符合Elovich方程,初始吸附速率较快。Redlich-Peterson模型(R2:0.993~0.999)比Langmuir和Freundlich模型更适合描述吸附过程。热力学参数表明吸附过程是吸热且自发进行的,最大吸附量达42.20 mg/g。5、通过响应曲面法分析FCGO吸附Hg(Ⅱ)的最优条件。Hg(Ⅱ)的去除率(Y)对FCGO投加量(X1)、吸附温度(X2)以及吸附时间(X 3)的二次多项回归模型方程为:Y=12.243+10.656 X1–1.356 X2+31.288 X3–0.029 X1X2–0.406X1X3+0.009 X2X3–0.603 X12–0.013 X22–7.126 X32。吸附量与温度和吸附量与时间两两因素间对Hg(Ⅱ)去除效果的交互影响较显著,而温度与时间的交互影响不显著。FCGO表面的吸附不是单分子层吸附,对Hg(Ⅱ)吸附作用不均匀,吸附机理初步推断为静电作用与络合作用。