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近代物理所等成功实现氧含量可控氧化石墨烯的制备
2016-11-23 | 【 【打印】【关闭】

  近代物理研究所核化学组科研人员与美国佛罗里达大学等研究机构合作,利用高能电子束辐照石墨,成功实现氧含量可控氧化石墨烯(GO)的制备,并将其应用于溶液中铅离子的吸附。 

  GO因其大的比表面积、良好的化学稳定性和机械强度,在吸附研究领域受到广泛关注。已有研究结果表明,GO表面的含氧功能基团(羟基,环氧和羧基)可与溶液中的重金属离子和有机污染物发生相互作用,从而实现高效去除的目的。因此,若能通过一定方法提高GO的氧含量,不但可以提高其对有害物质的吸附能力,而且可增加其溶解性,扩大GO在其它领域的应用。 

  高能电子束辐照可在石墨结构中产生不同程度损伤,而以石墨为基础通过强酸氧化法制备GO时,含氧功能基团主要接枝在石墨的损伤位点。根据石墨这一特点,利用近代物理所自行研制的高能电子加速器提供的电子束在束流强度6.25mA加速电压1.5MeV条件石墨进行辐照通过改变辐照时间得到不同辐照剂量的石墨0kGy,6.4kGy和19.2kGy),而后用辐照过的石墨制备GO。TEM、AFM、拉曼光谱和XPS分析结果表明,所得GO表面含氧功能基团,特别是羟基和羧基基团,随着辐照剂量的增加而增大,从而实现氧含量可控氧化石墨烯的制备。利用制得的GO进行了溶液中铅离子的吸附研究,考察了多种因素如时间、初始Pb()浓度、溶液pH值和离子强度等因素对GO吸附铅的影响,结果发现铅的吸附容量随GO氧含量增加而增加,在辐照剂量为19.6kGy时,最高吸附量可达636.4mg/g,明显优于已报道的多数碳基吸附剂。 

  此项研究得到国家自然科学基金和国家留学基金委的资助,相关研究结果发表在ACS Applied Materials and Interfaces 2016, 8, 2528925296 

  文章链接:http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acsami.6b08059 

 

  Fig.1  GO 制备及Pb()吸附 

 

  Fig.2  GO的C1s XPS 光谱 (a)不同GOs吸附Pb() 结果 (b) 

评 论
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