以氧化石墨烯(GO)和殼聚糖(CS)為原料，經(jīng)凍干后進(jìn)行交聯(lián)，制備了一系列不同前驅(qū)體質(zhì)量比的復(fù)合氣凝膠，該方法有利于提高氣凝膠的吸附性能。采用復(fù)合氣凝膠吸附水中的甲基橙(MO)和亞甲基藍(lán)(MB)，制備的復(fù)合氣凝膠時(shí)選擇GO:CS= 1:2 (w/w)為吸附性能和力學(xué)性能的最佳條件。MO和MB在25℃下的最大吸附量分別為543.4和110.9 mg/g。重點(diǎn)考察了pH對(duì)MO和MB在單體系、二元體系中的吸附影響。氣凝膠對(duì)單一染料的吸附具有pH響應(yīng)特性，在低pH條件下吸附MO，在高pH條件下吸附MB。在二元體系中，pH響應(yīng)特性保持不變，在低初始染料濃度下可選擇性吸附。在較高的初始濃度下，MB和MO可以同時(shí)被有效去除，pH范圍為3 ~ 11。
圖1. GCA的形成機(jī)制。
圖2. (a)用不同的GO:CS質(zhì)量比制備的CS、GO和GCA去除MO，(b)壓縮測(cè)試的光學(xué)圖像和(c)GO:CS= 1:2和1:3 (w/w)，制備的GCA在最大應(yīng)變?yōu)?0%時(shí)的壓縮應(yīng)變-應(yīng)力曲線以及(d)MB的去除。
圖3. (a, b)GCA的SEM圖像， (c)GO和GCA的氮吸附-脫附等溫線， (d) FTIR光譜和(e)GO、CS和GCA的和TGA曲線， (f)GCA在一系列pH值時(shí)的溶脹性能。
圖4. 吸附時(shí)間對(duì)MO吸附的影響: (a)擬合偽一階/偽二階模型和(b)粒子內(nèi)擴(kuò)散模型， (c)MO和(d)MB在不同溫度下的吸附等溫線，(c, d插圖)擬合范特荷夫等溫方程。
圖5. (a)NaCl、(b)CaCl
2和(c)SDS對(duì)MO吸附量的影響及(d) NaCl、CaCl
2和SDS存在時(shí)MO在不同C
i下的相對(duì)定量
qe (e)GCA的可重用性。
圖6. 在(a-c)高和(d-f)低初始濃度時(shí)，pH對(duì)單MB、單MO及MB/MO混合物吸附的影響。
圖7. 二元MB/MO體系中吸附的合理吸附機(jī)理。
相關(guān)研究成果由大連海事大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院Yawei Shi等人于2022年發(fā)表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.128595)上。原文：Graphene oxide-chitosan composite aerogel for adsorption of methyl orange and methylene blue: Effect of pH in single and binary systems。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
