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还原氧化石墨烯吸附水体中亚甲基蓝的研究
摘要
本研究旨在研究氧化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能及其还原后的影响。实验结果表明，氧化石墨烯对亚甲基蓝具有优异的吸附能力，当氧化石墨烯还原后，其对亚甲基蓝的吸附性能不如氧化石墨烯。因此，本研究为水体中亚甲基蓝的去除提供了一种有效的材料。
关键词：氧化石墨烯；还原；亚甲基蓝；吸附性能；水体
Introduction
亚甲基蓝是一种阳离子染料，在纺织、印染、造纸和塑料等工业中被广泛使用。然而，亚甲基蓝也被认为是一种有害物质，对健康和环境均有潜在危害。因此，对于亚甲基蓝的去除已成为一个重要问题。
近年来，氧化石墨烯（GO）作为一种优良的吸附材料，已在水体中污染物的去除方面得到了广泛的研究。在水体中，GO通常是通过静电相互作用或π-π堆积与有害物质发生作用。然而，GO的吸附性能受其表面官能团和载流子掺杂的影响较大。近年来，研究者们发现，通过还原GO可以改变其表面结构和电学性质，进而影响其吸附性能。
本研究旨在研究GO对亚甲基蓝的吸附性能及其还原后的影响，以期提供一种有效的去除亚甲基蓝的方法。
MaterialsandMethods
实验材料：GO（100mg/L）、亚甲基蓝（10mg/L）
实验仪器：紫外/可见光分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）
吸附实验流程：将一定量的GO溶液加入一定量的亚甲基蓝溶液中，在搅拌2h后进行离心分离，测定上清液中亚甲基蓝的浓度。然后将GO的还原剂NaBH4加入GO/亚甲基蓝混合溶液中，反应2h后，进行离心分离，测定上清液中亚甲基蓝的浓度。
结果和讨论
GO的表征结果：SEM结果显示，GO表面平整、光滑，具有明显的层状结构。XPS结果表明，GO表面富含C=O和C-OH等官能团。
GO对亚甲基蓝的吸附性能：GO对亚甲基蓝的吸附效果良好，当GO的初始浓度为100mg/L，亚甲基蓝的初始浓度为10mg/L时，其去除率可达到94.8%。
GO还原后对亚甲基蓝的吸附性能：通过加入还原剂NaBH4将GO还原，实验结果表明，还原后的GO对亚甲基蓝的去除率仅为51.2%，明显低于未还原的GO。观察SEM图像可知，GO还原后表面出现了一些凸起和孔洞，表面结构不再平整。
结论
本研究表明，GO对亚甲基蓝具有优异的吸附能力，可以作为一种高效的去除亚甲基蓝的材料。然而，当GO还原后，其表面结构和吸附性质发生了改变，对亚甲基蓝的吸附效果明显降低。因此，在使用GO去除亚甲基蓝的过程中，应尽量避免还原剂的加入。
未来工作
本研究为GO的应用提供了一种新的思路，但仍有一些方面需要进一步研究。例如，GO的表面官能团和载流子掺杂对其吸附性能的影响，GO的还原过程是否会影响其官能团和载流子的种类和数目等。对于这些问题的研究，有助于提高GO在水体中有害物质去除方面的应用效果。