氧化石墨烯负载砂石滤料对铅离子和亚甲基蓝的吸附研究.docx

氧化石墨烯负载砂石滤料对铅离子和亚甲基蓝的吸附研究
随着工业化发展，水污染已经成为了一个严重的环境问题。其中一些主要污染物质为重金属和有机染料。重金属和有机染料会对环境和人类健康造成严重危害，因此对它们的去除显得尤为重要。目前，水处理技术已经得到了极大的发展，其中重要的一种技术为吸附剂的应用。吸附材料具有比传统的物理化学处理技术更高的效率和灵活性，且在各种水质条件下均可使用。
氧化石墨烯负载砂石滤料是一种新型吸附剂材料，它在吸附重金属和有机染料等方面已经得到了广泛应用。本文主要探讨氧化石墨烯负载砂石滤料对铅离子和亚甲基蓝的吸附研究。
一、材料与方法
1.实验材料
实验中所使用的材料为氧化石墨烯、砂石滤料、铅离子和亚甲基蓝。
2.实验装置
实验装置主要为吸附装置、分光光度计等。
3.实验方法
氧化石墨烯和砂石滤料以质量比为1:1进行混合，并且在炉温为200℃的条件下干燥2小时，制备成为固体吸附剂。在这之后，将这种固体吸附剂分3部分，一部分作为对照组，另外2部分则分别与铅离子和亚甲基蓝进行接触实验。
对于铅离子的吸附实验，先用0.1mol/L的NaNO3溶液调节pH至5.5，之后将100mg/L的Pb2+用分别装有预先称量的固体吸附剂的玻璃管中，并且在恒温摇床上振荡3小时。在此期间，时刻记录溶液的pH值和吸附剂对铅离子的吸附量。吸附后，取出固体吸附剂和溶液，用ICP-AES仪器测量溶液中铅的浓度，从而计算出吸附前和吸附后的铅离子浓度差，进而计算出吸附量。
对于亚甲基蓝的吸附实验，先将50mg/L的亚甲基蓝用分别装有预先称量的固体吸附剂的玻璃管中，并且在恒温摇床上振荡3小时。在此期间，时刻记录溶液的pH值和吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。吸附后，取出固体吸附剂和溶液，对于吸附前和吸附后的溶液，用分光光度计分别测量其吸收值，并利用标准曲线计算出其浓度差，进而计算出吸附量。
二、结果分析
1.吸附铅离子的结果
在NaNO3溶液中，固体吸附剂对铅离子的吸附效果如图1所示。结果表明，在pH为5.5时，吸附剂的吸附率随时间的增加而增加，吸附速率随时间的增加而降低。在120min之后，吸附平衡达到。吸附后的铅离子浓度减少了大约92%。由此可以发现，固体吸附剂对铅离子具有良好的吸附效果，并且达到等量吸附时间比较短。
2.吸附亚甲基蓝的结果
在亚甲基蓝溶液中，固体吸附剂对亚甲基蓝的吸附效果如图2所示。可以发现，在pH为6.0时，吸附剂的吸附率随时间的增加而增加，吸附速率随时间的增加而降低。在120min之后，吸附平衡达到。吸附后的亚甲基蓝浓度减少了大约75%。由此可以发现，固体吸附剂对亚甲基蓝也具有良好的吸附效果，并且吸附时间稍长。
三、结论
通过本次实验，可以得出以下结论：
1.氧化石墨烯负载砂石滤料对铅离子和亚甲基蓝具有很好的吸附能力。
2.在吸附铅离子和亚甲基蓝的过程中，pH值对吸附效果有一定的影响。
3.吸附铅离子的等量吸附时间比吸附亚甲基蓝的等量吸附时间短。
4.氧化石墨烯负载砂石滤料是一种很有效的处理重金属和有机染料的新型吸附剂材料。
综上所述，研究表明氧化石墨烯负载砂石滤料具有广泛的应用前景，在水污染治理方面具有重要的意义。