Page 52 - 《精细化工》2021年第4期
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·686·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            附材料用量为 2.5 mg 时，在 2 h 内去除 85%的                     C==C 基团上进行巯基-烯键反应，在 GO 表面引入
            Hg(Ⅱ)。YAP 等     [23] 还用半胱胺为改性剂，通过在                 氨基，制得了 Cyst-prGO，其反应原理如图 3 所示。















                                           图 3   巯基-烯键反应功能化 GO 示意图         [23]
                            Fig. 3    Schematic illustration of functionalization of GO with thiol-ene click reaction [23]

                 与纯 GO 相比，Cyst-prGO 具有更多的吸附位                   为 780 mg/g，约是 GO 海绵的 1.75 倍（446 mg/g）。
            点，当其用量为 1 mg 时，在 90 min 内去除了 95%                       除了以上巯基、氨基、羧基等的表面改性方法
            的 Hg(Ⅱ)，最大吸附容量为 169 mg/g。WANG 等             [24]   外，在吸附过程中加入外力辅助，也可以提高石墨
            将 2,6-二氨基吡啶（DAP）原位聚合在磁性 GO 表                       烯材料的吸附能力。例如，ZARE-DORABEI 等                 [30]
            面，通过真空干燥得到的磁性 GO 三元复合材料                            以 PCl 5 为活化剂，对 GO 中的含氧基团进行活化，然
            （GO-PDAP/Fe 3O 4）对 Pb(Ⅱ)有较好的去除效果，并                 后用与金属离子具有较强络合能力的 2,2-二吡啶基
            且具有一定的回收利用能力。                                      胺（DPA）来修饰 GO，在 70 ℃下干燥得到 GO-DPA
                 此外，GO 表面的氨基可以通过静电作用实现                         复合材料。该材料在超声辅助下对水溶液中的 Pb(Ⅱ)、
            对溶液中染料分子的吸附分离。XU 等                  [25] 报道了一      Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和 Cu(Ⅱ)的最大吸附容量分别为
            种三乙醇胺改性的 GO 复合材料（TEOA-GO）。结                        369.749、257.201、180.893 和 358.824 mg/g。将超声
            果表明，TEOA-GO 比 GO（331.87 mg/g）对亚甲基                  辅助与吸附法相结合，有效地缩短了吸附材料与金
            蓝（MB）具有更高的吸附容量（457.15 mg/g），且                      属离子在介质中的作用时间，增强两者之间的相互
            吸附遵循准二级动力学模型和 Langmuir 等温线模                        作用，从而提高了吸附效率。MAHMOUD 等                [31] 发现，
            型。从热力学角度分析，吸附过程是自发、吸热的过                            在微波辅助吸附的条件下，色氨酸功能化的磁性 GO
            程。BU 等   [26] 利用 GO 与硫脲的缩合反应，得到了氨                  复合材料（MGO-Trp）在 20 s 内能够高效地去除天
            基硫脲功能化 GO 吸附材料（GO-TSC-GO），对 MB                     然水样中的金属离子，回收率接近 100%。
            具有 更高的吸附能力，最大吸附容量为 596.64
            mg/g。主要原因是硫脲改性 GO 中很强电负性的 N、                       3  GO/天然高分子复合吸附材料在水处理
            O 原子可以通过静电作用吸附 MB，溶液 pH 的增加                           中的应用
            使 GO-TSC-GO 表面带有更多的负电荷，从而进一
            步促进其对 MB 的吸附。                                          目前，常见的天然高分子材料有壳聚糖                  [32] 、纤
            2.3   羧基功能化 GO 吸附材料                                维素  [33] 、海藻酸钠  [34] 和木质素  [35] 等。这些材料由于
                 许多研究表明，GO 的羟基和醚键可以转化为                         其表面含有丰富的氨基、羟基、羧基等官能团，可
            羧基  [27] 。羧基的去质子性强于羟基和醚键，因此，其                      以作为染料吸附的活性位点以及金属的配位点，是
            对阳离子分子具有更高的结合强度。WHITE 等                     [28]   很好的吸附剂候选材料，但存在的比表面积小、机
            利用氯乙酸与 GO 在碱性条件下的亲电加成反应得                           械强度不足等问题限制了其在水处理中的应用。因
            到了羧基功能化的 GO（GO-COOH）。与 GO 相比，                      此，将石墨烯和天然高分子复合，一方面石墨烯可
            GO-COOH 对 Cu(Ⅱ)的最大吸附容量从 277.77 mg/g                以作为增强材料改善天然高分子材料的机械强度，
            提高到 357.14 mg/g，经 5 次脱附/吸附循环后，                     另一方面两者可以协同增强复合材料的吸附能力。
            GO-COOH 对 Cu(Ⅱ)的去除率仅降低了 3.96%。ZHAO                 3.1  GO/壳聚糖复合吸附材料
            等 [29] 在此基础上通过冷冻干燥获得了海绵状的羧基                            壳聚糖（CS）是甲壳素 N-脱乙酰基的产物，其
            功能化 GO（GO-COOH）。研究发现，羧基的引入                         作为一种可再生的天然碱性多糖，不仅具有良好的
            增强了复合材料与 MB 的静电作用，从而实现了更                           保湿和吸附性能，而且其分子上的—OH、—NH 2 等
            好的吸附效果；GO-COOH 海绵对 MB 的吸附容量                        活性基团易发生化学反应            [36-37] ，利用这些基团可以
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