三种改性Hummers法对氧化石墨的结构和亚甲基蓝吸附性能影响

张建民 王阿宁 李红玑 王改平 段红星 武帅天

张建民, 王阿宁, 李红玑, 王改平, 段红星, 武帅天. 三种改性Hummers法对氧化石墨的结构和亚甲基蓝吸附性能影响[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(1): 16-20, 35. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.01.003
引用本文: 张建民, 王阿宁, 李红玑, 王改平, 段红星, 武帅天. 三种改性Hummers法对氧化石墨的结构和亚甲基蓝吸附性能影响[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(1): 16-20, 35. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.01.003
ZHANG Jian-min, WANG A-ning, LI Hong-ji, WANG Gai-ping, DUAN Hong-xing, WU Shuai-tian. Influence on the structure and methylene blue adsorption of graphite oxide prepared by three modified Hummers methods[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(1): 16-20, 35. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.01.003
Citation: ZHANG Jian-min, WANG A-ning, LI Hong-ji, WANG Gai-ping, DUAN Hong-xing, WU Shuai-tian. Influence on the structure and methylene blue adsorption of graphite oxide prepared by three modified Hummers methods[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(1): 16-20, 35. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.01.003

三种改性Hummers法对氧化石墨的结构和亚甲基蓝吸附性能影响

doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.01.003
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    通讯作者:

    王阿宁, E-mail: 981107742@qq.com

  • 中图分类号: TQ016.1

Influence on the structure and methylene blue adsorption of graphite oxide prepared by three modified Hummers methods

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  • 摘要: 采用三种改性Hummers法制备氧化石墨(GO-1、GO-2和GO-3),利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)等多种分析手段对不同方法制备的氧化石墨的结构及性能进行表征,并研究了不同制备方法对氧化石墨吸附亚甲基蓝性能的影响。结果表明:氧化剂KMnO4用量的增加和低温氧化时间的增大有助于氧化石墨层间距的增大,其中氧化剂KMnO4用量对层间距的影响较大。氧化剂KMnO4用量的增多会导致含氧官能团的增多,导致氧化石墨表面形貌褶皱的增多,最终造成层间距的增大,但是当氧化剂KMnO4用量过多时,相邻表面的含氧官能团会发生交联,会造成氧化石墨的堆叠。GO-1对亚甲基蓝的去除效率比GO-2、GO-3分别高11.14%和23.21%,含氧官能团的增多有助于氧化石墨对亚甲基蓝的吸附。
  • 图  1  不同方法制备的氧化石墨X射线衍射光谱

    Figure  1.  X-ray diffraction patterns of GO prepared by different methods

    图  2  不同方法制备的氧化石墨傅里叶变换红外光谱图

    Figure  2.  FT–IR patterns of GO prepared by different methods

    图  3  不同方法制备的氧化石墨扫描电子显微形貌:(a)GO-1;(b)GO-2;(c)GO-3

    Figure  3.  SEM of GO by different methods: (a) GO-1; (b) GO-2; (c) GO-3

    图  4  不同方法制备的氧化石墨对亚甲基蓝的去除效率

    Figure  4.  Removal efficiency of methylene blue by GO prepared by different methods

    表  1  三种氧化石墨制备方法参数比较

    Table  1.   Preparation parameter comparison of graphite oxide in three improved Hummers methods

    试样 KMnO4用量/ g 低温反应时间/ h 高温反应温度/ ℃
    GO-1 8 6 80
    GO-2 3 1 98
    GO-3 6 17 98
    注:表中KMnO4用量为单位质量石墨所对应的氧化剂KMnO4用量。
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    表  2  不同方法制备的氧化石墨的傅里叶变换红外光谱图数据(波数)

    Table  2.   FT–IR pattern data of GO prepared by different methods cm-1

    试样 –OH伸缩振动 C=O伸缩振动 H2O变形振动C=C伸缩振动 –OH面内弯曲振动 C–OH伸缩振动 C–O–C伸缩振动 苯的间位二取代弯曲振动
    GO-1 3382 1738 1625 1287 1174 1008 881
    GO-2 3188 1740 1643 1394 1079
    GO-3 3419 1738 1648 1388 1100
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  • 收稿日期:  2016-03-12
  • 刊出日期:  2018-02-27

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