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第 6 期 黄正根，等: β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯对酸性红 R 的吸附 ·1039·

溶液酸性逐渐增强，Fe 3 O 4 @GO/β-CD 吸附剂表面因
被质子化带正电增强了与带负电的酸性红 R 的静电
吸引能力，从而使其吸附量增大，而当 pH 在碱性
条件下，Fe 3 O 4 @GO/β-CD 吸附剂表面带负电增强了
与带负电的酸性红 R 的静电排斥能力，从而使其吸
附量减少，另外，在碱性条件下环糊精的结构也会
受到破坏 [16] ，导致对酸性红 R 吸附的减少。
2.2.3 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 投加量对吸附效果的影响

在酸性红 R 初始质量浓度为 100 mg/L、pH=3.0

图 6 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 和 Fe 3 O 4 @GO 对酸性红 R 的吸附量 和温度为 30 ℃条件下，研究了 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 质
Fig. 6 Adsorption capacity of Acid Red R on Fe 3 O 4 @GO/ 量浓度对吸附酸性红 R 的影响，结果如图 8 所示。
β-CD and Fe 3 O 4 @GO

由图 6 可见，两者在 5 h 内吸附较快，5 h 后吸
附剂对酸性红 R 的吸附量趋于缓慢增加，25 h 后吸
附剂对酸性红 R 基本达到吸附平衡。这是由于在吸
附初期，溶液中的酸性红 R 浓度较高，且吸附反应
主要发生在吸附剂表面。随着吸附反应的推进，酸
性红 R 浓度逐渐降低，引起分子碰撞几率降低，吸
附更难发生，从而导致吸附速率变慢。吸附平衡后
Fe 3 O 4 @GO/β-CD 对酸性红 R 的吸附量要比 Fe 3 O 4 @

GO 大 26.14 mg/g，这是因为 Fe 3 O 4 @GO/ β-CD 分子
中引入了环糊精的结构单元，使其既具有氧化石墨 图 8 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 投加量对吸附酸性红 R 的影响
Fig. 8 Effect of Fe 3 O 4 @GO/β-CD dosage on the adsorption
烯组分吸附染料的特性，又增加了 β-CD 空腔包结 of Acid Red R
部分染料分子的能力，所以，Fe 3 O 4 @ GO/β-CD 的
吸附能力可以得到明显的改善和提高。 由图 8 可知，Fe 3 O 4 @GO/β-CD 的投加质量浓度
2.2.2 pH 对 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 吸附酸性红 R 的影响 在 0.1~0.8 g/L 时，随着吸附剂投加浓度的增加，
在酸性红 R 初始质量浓度为 100 mg/L、Fe 3 O 4 @ Fe 3 O 4 @GO/β-CD 对酸性红 R 的吸附量逐渐减少，而
GO/β-CD 的投加质量浓度为 0.4 g/L 和温度为 30 ℃ 对酸性红 R 的吸附去除率迅速提高。这是由于吸附
的条件下，研究了 pH 对 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 吸附酸性 剂投加浓度的增加，吸附剂之间的碰撞团聚几率增
红 R 的影响，结果如图 7 所示。 大，导致单位质量吸附剂与酸性红 R 的接触面积减
少，引起对酸性红 R 吸附量的降低，但吸附剂投加
浓度的增加，吸附剂与酸性红 R 的接触面积增大，
吸附位点增加，因此对酸性红 R 的吸附去除率随之
增加。在 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 的投加质量浓度达到
0.4 g/L 时，酸性红 R 的吸附去除率达到 92.77%，
之后再增加投加浓度，吸附去除率变化不大。
2.3 吸附动力学
在酸性红 R 初始质量浓度为 100 mg/L、Fe 3 O 4 @
GO/β-CD 的投加质量浓度为 0.4 g/L、温度为 30℃的
条件下，研究了酸性红 R 在 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 吸附

图 7 pH 对吸附酸性红 R 的影响 剂上的吸附动力学规律，分别运用准一级和准二级
Fig. 7 Effect of pH on the adsorption of Acid Red R 动力学模型进行线性拟合。

由图 7 可见，pH 对 Fe 3 O 4 @GO/β-CD 的吸附效 准一级反应动力学模型：
果有较大影响，在 pH=1~3 内，Fe 3 O 4 @GO/ β-CD 的 ln(q  q )  ln q  e k t （3）
e
1 t
吸附量随着 pH 增加，吸附量有微弱的降低，在 pH= 准二级反应动力学模型：
/ 
3~9 内，Fe 3 O 4 @GO/β-CD 对酸性红 R 的吸附量随 / 1 tq  / ( 2 )k q t q （4）
t 2e e
pH 的增加而迅速下降。这是因为随着 pH 的降低， 式中：q t 、q e 分别为 t 时刻和吸附平衡时 Fe 3 O 4 @