Page 78 - 《精细化工》2020年第5期

·928· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

本一致。 相互作用来实现的 [25] 。由于 GO 中含有含氧官能团，
2.2 复合水凝胶力学性能测试 其加入可以降低表面疏水性，增加静电相互作用。
水凝胶因机械强度差等因素而限制了它在实际 GO 加入量较少，增加的静电相互作用较弱，GO 加
的应用。在水凝胶中加入 GO 可有效地改善水凝胶 入量过多，含氧官能团会结合表面的水团簇，减少
的力学性能。GO-0.3/GA-g-PAMPS 水凝胶在不同受 吸附位点，进而抑制染料的吸附。与文献[26]相比，
力下的变化照片如图 4 所示。 制备的复合水凝胶对 MB 和 CV 的吸附率更高，去
除染料能力更强。

图 5 不同用量 GO 水凝胶对吸附 MB 和 CV 的影响
Fig. 5 Effects of hydrogels with different GO dosages on
the adsorption of MB and CV

2.3.2 溶液 pH 值的影响
图 4 GO-0.3/GA-g-PAMPS 水凝胶受力作用的变化
Fig. 4 Changes in the stress of GO-0.3/GA-g-PAMPS hydrogel 投加 GO-0.3/GA-g-PAMPS 干凝胶 0.05 g 到不同
pH 的 MB 溶液和 CV 溶液中，在 50 ℃下进行静态
由图 4a 可知，左边是 GA-g-PAMPS 水凝胶， 吸附，吸附平衡后，pH 对水凝胶吸附性能的影响如
右边黑色的是 GO-0.3/GA-g-PAMPS 水凝胶，可以看 图 6 所示。
到制备的两种水凝胶都呈现固体柱状，长度大约为
1.9 cm。在水凝胶受到 200 g 的压力时，从图 4b 可
以发现，GO-0.3/GA-g-PAMPS 相比 GA-g-PAMPS
无明显的变形，GA-g-PAMPS 受压后的长度约为
1.5 cm，而 GO-0.3/GA-g-PAMPS 在受压后的长度仍
能保持在约 1.8 cm，说明添加 GO 后水凝胶的抗压
性较强。从 4c、d 图可以看出，当复合水凝胶在较
大外力挤压下发生变形后，一旦外力消失，水凝胶
就会恢复原状，也无破碎现象发生。这说明所制备
的水凝胶在形变特性和机械强度方面都得到了改善。

2.3 复合水凝胶对染料吸附性能的测定 图 6 不同 pH 对吸附 MB 和 CV 的影响
2.3.1 GO 用量的影响 Fig. 6 Effects of different pH values on the adsorption of
MB and CV
不同 GO 用量水凝胶对染料吸附性能的影响如
图 5 所示。 由图 6 可知，随着染料溶液 pH 的增大，复合
由图 5 可知，随着 GO 用量的增加，水凝胶对 水凝胶对 MB 和 CV 的吸附量和吸附率逐渐增大，
MB 和 CV 的吸附率和吸附量先增加后逐渐减小。 而后略有减少的趋势。当 pH 达到 7 时，MB 和 CV
在 GO 质量浓度为 0.3 g/L 时，吸附量和吸附率达到 吸附率和吸附量达到最高，分别为 98%、96%和
+
最大分别为 395.68、381.7 mg/g 和 98%、96%。 395.7 、381.7 mg/g。溶液在低 pH 下存在大量的 H ，
–
–
GA-g-PAMPS 水凝胶对 MB 和 CV 的吸附量和吸附 水凝胶聚合物网络中—SO 3 和—COO 易被质子化，
率分别为 370.78、361.10 mg/g 和 93%、91%，说明 被质子化的基团与—OH 之间氢键作用增强，导致
适量加入 GO 有利于提高凝胶的吸附性能。GO 水凝 与阳离子染料间斥力作用增强，同时溶液中的 H +
胶的吸附性能主要是通过静电相互作用、氢键和 π-π 会与阳离子染料分子竞争水凝胶的活性位点，导致