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史春燕范冰冰李娅娅胡永宝张锐
郑州大学材料科学与工程学院
郑州航空工业管理学院河南省航空材料与应用技术重点实验室
摘要
石墨烯负载锆氧化物不仅保持其大的比表面积，且可有效防止锆氧化物纳米颗粒团聚，成为目前吸附材料研究的热点。本文采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，采用超声-搅拌-共沉淀法制备出氢氧化锆/石墨烯（Zr(OH)4/rGO）复合材料，并利用氢氧化锆/石墨烯前驱体采用水热法制备氧化锆/石墨烯（ZrO2/rGO）复合材料。从SEM图可以看出，石墨烯表面负载一层细小且形状不规则颗粒，Zr(OH)4/rGO样品中颗粒尺寸约为10nm，未发现明显的颗粒团聚现象，同时BET测试样品的比表面积为.63m2/g；经水热反应后获得的ZrO2/rGO样品颗粒平均尺寸约为23nm，比表面积为.55m2/g。
图1GO、Zr(OH)4/rGO与ZrO2/rGO的XRD图谱
图2溶液pH值对材料吸附PO43-容量的影响
通过Zr(OH)4/rGO、ZrO2/rGO对磷酸根的吸附性能研究表明：两种吸附剂材料对PO43-的吸附容量均随着pH值的升高而降低，吸附容量均随PO43-浓度与溶液温度升高而升高。在吸附初期，ZrO2/rGO样品吸附量在30min内已达到吸附平衡，而Zr(OH)4/rGO样品吸附量在min时才达到吸附平衡，吸附平衡后，随时间的延长，吸附容量不再发生变化；当pH值为2时。Zr(OH)4/rGO、ZrO2/rGO对PO43-最大吸附容量分别为81.84mg/g、63.58mg/g。Zr(OH)4/rGO与ZrO2/rGO样品对PO43-吸附过程均符合准二级动力学方程，等温吸附过程均满足Langmuir吸附等温方程。Zr(OH)4/rGO的再利用吸附PO43-容量有所下降，可能是前期吸附试验在pH值为2的条件下进行，使Zr(OH)4/rGO上面的氢氧化锆有了一定的流失，造成再利用吸附容量下降；而ZrO2/rGO再生后吸附PO43-容量与初次吸附性能相当。
作者简介
范冰冰（2-），女，河南淮阳人，郑州大学副教授，邮箱：fanbingbing
zzu.edu.cn.主要研究方向：1、石墨烯基纳米材料的研制：具体包括纳米复合材料的制备工艺、生物医用材料、水体净化材料；
2、微波加热制备纳米粉体及陶瓷材料，微波窑用耐火材料的研制；
3、纳米材料的第一性原理计算。
在ChemicalCommunications,CeramicsInternational等刊物发表论文20余篇；授权发明专利12件。
引用本文：
史春燕,范冰冰,李娅娅,等.锆氧化物/石墨烯的制备及其对PO43-的吸附性能[J].郑州大学学报(工学版),,38(4):23-28.
SHICY,FANBB,LIYY,etal.PreparationofZirconiumOxide/GrapheneCompositesandtheAdsorptionPropertiedforPO43-[J].JournalofZhengzhouUniversity(EngineeringScience),,38(4):23-28.
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