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石墨烯在Fe3O4/石墨烯复合材料中对亚甲基蓝吸附的作用及其动力学研究

在本项工作中,我们研究了添加石墨烯材料的Fe3O4作为从水溶液中除去有机染料的吸附剂。使用水热法合成Fe3O4-石墨烯。石墨烯的不同含量分别为5,10和15重量百分比(重量%)。使用X射线衍射(XRD),热重分析(TGA)和表面积分析研究其物理性质。检测出样品为立方尖晶石结构,这归因于Fe3O4材料的存在。用吸附法研究其对有机染料去除的作用。选择亚甲蓝作为有机污染物。其动力学反应表明样品遵循伪二级动力学反应,最大吸附量为48 mg/g。该样品对于去除亚甲基蓝表现出良好的稳定性,且通过吸附过清除的效率达95%。



Fig.1 Fe3O4纳米颗粒和不同重量百分比Fe3O4/石墨烯纳米复合材料的(a)XRD光谱和(b)TGA测量。



Fig.2 Fe3O4纳米颗粒和不同重量百分比Fe3O4/石墨烯纳米复合材料的(a)脱色能力和(b)吸附能力。


Fig.3 (a)伪一级和(b)二级动力学反应。

Fig.4 吸附剂的再利用性。

总结:
我们利用水热法成功合成了Fe3O4/石墨烯复合材料,其通过吸附过程去除亚甲基蓝。石墨烯在Fe3O4中的并入显着提高了其吸附能力,最高的石墨烯含量产生最高的去除效率。动力学计算表明样品遵循伪二阶动力学反应。


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