石墨烯氣凝膠浸漬P204-（DdO）2DGA對(duì)Nd（Ⅲ）的吸附性能研究

摘要：

本文以石墨烯氣凝膠（GOA）為基礎(chǔ)材料，在其表面浸漬硫酸三丁酯（P204）和二甘酸二辛酯（DdO）2DGA，制備了一種新型的吸附材料P204/（DdO）2DGA-GOA，旨在研究其對(duì)稀土元素Nd（Ⅲ）的吸附性能。通過表征手段，如恒溫吸附法、紅外光譜、掃描電子顯微鏡以及X射線衍射儀等，分析了吸附材料的吸附性能和結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，P204/（DdO）2DGA-GOA對(duì)Nd（Ⅲ）表現(xiàn)出極高的吸附容量和吸附速度，且吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。

1.引言

稀土元素在眾多領(lǐng)域，如催化劑、電子材料以及生物醫(yī)藥等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。由于其特殊的化學(xué)性質(zhì)和放射性危害，稀土元素的提取和回收一直是研究的熱點(diǎn)之一。目前，吸附材料是有效提取稀土元素的方法之一。石墨烯氣凝膠作為一種具有高比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)的材料，廣泛應(yīng)用于吸附領(lǐng)域。然而，石墨烯氣凝膠的吸附性能和機(jī)理仍然面臨著一些挑戰(zhàn)。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料制備

首先，將富含氧化石墨烯的碳納米管與硫酸三丁酯（P204）以及二甘酸二辛酯（DdO）2DGA進(jìn)行超聲處理，形成P204/（DdO）2DGA修飾的石墨烯氣凝膠（P204/（DdO）2DGA-GOA）。然后，將制備的吸附材料進(jìn)行洗滌和干燥處理。

2.2吸附實(shí)驗(yàn)

取一定質(zhì)量的P204/（DdO）2DGA-GOA樣品，加入一定濃度的Nd（Ⅲ）溶液，進(jìn)行恒溫吸附實(shí)驗(yàn)。根據(jù)吸附前后溶液中Nd（Ⅲ）的濃度變化，計(jì)算吸附容量和吸附速度。

3.結(jié)果與討論

3.1表征結(jié)果

通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)，P204/（DdO）2DGA-GOA表面的化學(xué)鍵發(fā)生了氫鍵和范德華力的相互作用。這些鍵的存在，使得吸附材料具有更好的親和性和選擇性。掃描電子顯微鏡圖像顯示，P204/（DdO）2DGA-GOA樣品呈現(xiàn)出均勻的結(jié)構(gòu)和較大的表面積。并且，X射線衍射儀的分析結(jié)果顯示，吸附材料具有明顯的孔隙結(jié)構(gòu)。

3.2吸附性能

通過恒溫吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，P204/（DdO）2DGA-GOA對(duì)Nd（Ⅲ）表現(xiàn)出極高的吸附容量和吸附速度。在pH值為5-6時(shí)，吸附效果最佳。此外，Langmuir等溫吸附模型可以很好地描述P204/（DdO）2DGA-GOA對(duì)Nd（Ⅲ）的吸附過程。

4.結(jié)論

本研究成功合成了一種新型的吸附材料P204/（DdO）2DGA-GOA，并對(duì)其吸附性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，P204/（DdO）2DGA-GOA具有良好的吸附容量和吸附速度。此外，通過對(duì)吸附材料的結(jié)構(gòu)特征分析，發(fā)現(xiàn)其具有較大的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)，有利于稀土元素的吸附過程。本研究為稀土元素的吸附研究提供了新的思路和方法，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值本研究成功合成了一種新型的吸附材料P204/（DdO）2DGA-GOA，并對(duì)其吸附性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，P204/（DdO）2DGA-GOA具有良好的吸附容量和吸附速度。通過紅外光譜和掃描電子顯微鏡的分析，發(fā)現(xiàn)其表面化學(xué)鍵發(fā)生了氫鍵和范德華力的相互作用，使得吸附材料具有更好的親和性和選擇性。X射線衍射儀的分析結(jié)果顯示，吸附材料具有明顯的孔隙結(jié)構(gòu)，有利于稀土元素的吸附過程。在恒溫吸附實(shí)驗(yàn)中，P204/（DdO）2DGA-GOA對(duì)Nd（Ⅲ）表現(xiàn)出極高的吸附容量和吸附速度，在pH值為5-6時(shí)吸附效果最佳。此外，Langmuir等溫吸附模