【摘 要】
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氧化石墨烯(GO)由于具有优异的物理化学性质,被广泛应用于能源化工、环境修复、纳米材料、液相催化等领域.与此同时,GO在应用的过程中不可避免会排放到自然界中,释放到环境中
【机 构】
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华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室 北京102206;华北电力大学环境科学与工程系燃煤电站烟气多污染物协同控制实验室 保定071003
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氧化石墨烯(GO)由于具有优异的物理化学性质,被广泛应用于能源化工、环境修复、纳米材料、液相催化等领域.与此同时,GO在应用的过程中不可避免会排放到自然界中,释放到环境中的毒性可能导致生物系统的不稳定性.因此,本文系统研究了几种常见阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+),阴离子(PO43-、SO42-、Co32-、HCO3--、Cl-)和粘土矿物(蒙脱石、高岭土、膨润土、纳米氧化铝)在不同浓度下对GO聚沉的影响,并以FTIR表征聚沉GO前后的粘土矿物.实验结果表明,阳离子具有较强的GO聚沉能力,且不同价态阳离子的聚沉能力有着较大差异.经分析,GO在水溶液中的电性为负,阳离子作为反离子,聚沉行为符合Schulze-Hardy规则,同价态阳离子间聚沉能力存在差异的主要原因是电负性和离子的水合作用.阴离子则起到增加GO水溶液稳定性的作用,且阳离子的聚沉作用高于阴离子的稳定作用.具有相同价态阴离子的钠盐聚沉GO的能力也存在差异,主要原因是HCO3-和CO32--的水解作用使得其负电荷数降低,稳定GO的能力下降.粘土矿物含有羟基和金属氧键,可与GO发生相互作用.根据粘土矿物最大聚沉效率的不同,聚沉能力为:纳米氧化铝＞高岭土＞膨润土＞蒙脱土,主要影响因素为粘土矿物在水中的电性.本文有助于了解GO在不同水环境中的聚沉行为,对未来石墨烯工程应用于污染治理具有重要意义.
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