Page 54 - 《精细化工》2021年第4期
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·688· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
质量以及顺磁性质使其标准还原电位最高，因此， 低成本，易回收和良好的生物相容性等优点，对污
最有利于吸附。上述的 GO/壳聚糖复合材料都具有 染物的吸附大多是自发进行，所以适合大规模使用。
图 5 GO@PDA/CS 气凝胶的制备工艺 [49]
Fig. 5 Fabrication process of GO@PDA/CS aerogel [49]
3.2 GO/纤维素复合吸附材料
纤维素大量存在于农业废弃物中，是地球上含
量最丰富的天然高分子材料。但纤维素对污染物的
吸附能力有限 [51] ，通常是将纤维素改性或者通过羧
甲基化反应获得羧甲基纤维素，然后将其与石墨烯
通过交联法、冷冻干燥或者超声混合等方法复合，
得到一种良好的去除污染物的吸附材料。
交联法是制备石墨烯与纤维素复合材料常用的
方法之一，其主要机理是通过纤维素上的羟基与 GO
上的环氧基团或羟基共价交联制备复合材料。
YAKOUT 等 [52] 以乙二胺为交联剂，通过聚合反应在 图 6 CS-GO/CMC 的结构以及各组分之间的相互作用示
纤维素上接枝丙烯酰胺，得到的复合材料（g-C-EN-GO） 意图 [54]
Fig. 6 Structure diagram of CS-GO/CMC and interactions
对溶液中 Pb(Ⅱ)的最大吸附容量为 186.48 mg/g。 [54]
between components
CHEN 等 [53] 将 GO 加入纤维素基质中，在环氧氯丙
烷的交联作用下，得到了 GO/纤维素复合水凝胶。 为了获得比表面积大、结构稳定性好、吸附能
该水凝胶具有较高的抗压强度，对 Cu(Ⅱ)的吸附能 力强的三维多孔吸附材料，通常先采用超声法将石
力远远高于单纯的纤维素气凝胶，吸附容量可达 墨烯与纤维素混合，再通过冷冻干燥形成具有多孔
94.34 mg/g。HUANG 等 [54] 以壳聚糖为交联剂，制备 结构的吸附材料。例如，WANG 等 [55] 通过溶液混合-
了具有核壳结构的 GO/羧甲基纤维素气凝胶小球 再生-冷冻干燥工艺，将二维 GO 层转化为多孔纤维
（CS-GO/CMC），其结构如图 6a 所示。在该结构中， 素支撑的三维结构，得到纤维素/GO 复合材料（SSG）。
存在 3 组相互作用，包括 GO 上的含氧基团与壳聚糖 结果表明，GO 含量越高，制得的 SSG 对 MB 的吸
分子的羟基之间（图 6b）、GO 与羧甲基纤维素分子 附速率越快，但饱和吸附容量是一致的，最大吸附
之间（图 6c）以及 GO 与壳聚糖之间（图 6d）的相 容量为 421.9 mg/g。ELTAWEIL 等 [56] 为了进一步提
互作用。这 3 种极强的相互作用使材料表面和内部 高复合材料的循环利用能力，利用氯乙酸改性 GO，
都具有高的孔隙结构，因此，该材料具有良好的结 将其与羧甲基纤维素溶液在超声作用下混合均匀，得
构稳定性和极强的吸附能力，对 MB 最大吸附容量 到的 CMC/GOCOOH 复合凝胶珠具有更多吸附位
为 3190 mg/g，吸附遵循准二阶模型和 Langmuir 吸 点，经过 9 次连续的吸附/脱附循环后，其对溶液中
附模型，且吸附过程是一个自发过程。 MB 的去除率仍在 90%以上。XIANG 等 [14] 通过石墨
