將廢舊鋰離子電池中的陽(yáng)極活性材料石墨制備成氧化石墨烯，通過水熱還原法將其制成石墨烯氣凝膠。以剛果紅為染料污染物模型，研究了石墨烯氣凝膠輸入、污染物初始濃度、初始pH、溫度和吸附時(shí)間對(duì)剛果紅吸附性能的影響。分析了吸附過程的熱動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳條件下，吸附率可達(dá)99%。石墨烯氣凝膠對(duì)剛果紅的吸附過程符合Freundlich等溫吸附模型。吸附過程為多分子層吸附，準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)方程表明吸附過程為化學(xué)吸附。最大吸附量為53.91 mg g
-1，吸附活化能為72.49 kJ mol
-1。結(jié)果表明，利用再生陽(yáng)極材料進(jìn)行染料脫除具有較高的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
圖1. (a)石墨和(b)GO的XRD圖譜。
圖2. (a)石墨、(b)GO、(c)GA的SEM圖像。
圖3. GA(a)吸附前和(b)吸附后的SEM圖像。
圖4. 石墨、GO和GA的SEM圖像。
圖5. 吸附劑量對(duì)吸附速率的影響。
圖6. 初始染料濃度對(duì)吸附速率的影響。
圖7. 初始pH值對(duì)吸附速率的影響。
圖8. 吸附溫度對(duì)吸附效果的影響。
圖9. 吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響。
圖10. (a)Langmuir方程的擬合曲線(b) Freundlich方程擬合曲線。
圖11. (a)準(zhǔn)一階動(dòng)力學(xué)方程擬合曲線; (b)準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)方程擬合曲線。
圖12. Arrhenius方程的擬合曲線。
圖13. 剛果紅在石墨烯上的優(yōu)化吸附構(gòu)型。
相關(guān)研究成果由武昌首義學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院、武漢理工大學(xué)化學(xué)化工與生命科學(xué)學(xué)院Y. Zheng等人于2021年發(fā)表在International Journal of Environmental Science and Technology (https://doi.org/10.1007/s13762-020-03114-z)上。原文：Efficient removal of Congo red with graphene aerogel derived from recycled anode of lithium?ion battery。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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