Page 57 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 张文博，等: 氧化石墨烯/天然高分子复合吸附材料在水处理中的应用
以及氨基等基团来实现溶液中染料和重金属离子的
去除，因此，当脱附的物质为重金属离子和阳离子
染料时，通常选用 HCl 或者 HNO 3 溶液为溶剂，通
+
过 H 与吸附的金属离子或阳离子染料形成竞争作
用，从而达到脱附的目的。例如，LIAO
mol/L HNO 3 溶液为洗脱剂，对 GO@PDA/CS 气凝胶
进行 6 次吸附/解吸循环，结果表明，随着循环次数
的增加，GO@PDA/CS 对 U(Ⅵ)的去除率只有轻微
降低，在第 6 个循环完成后，去除率仍达到 92%。
HUANG 等 [54] 将吸附了 MB 的 CS-GO/CMC 放在 0.1
mol/L HCl 溶液中进行脱附处理，经过 5 次吸附/解
吸测量后的实际吸附容量仍达 1448.3 mg/g。当脱附
的物质为阴离子染料时，则选用 NaOH 溶液为溶剂，
–
+
OH 的影响使得 NH 3 去质子化，削弱吸附剂与染料
分子之间的静电作用，导致脱附反应发生。
除酸碱溶液外，也可以采用与吸附质具有良好
相容性的溶剂进行脱附处理。例如，VO 等
附甲基橙的 GO/CS 水凝胶在乙醇中进行脱附处理，
结果表明，在连续 4 个吸附和洗涤循环中，该材料
对染料的去除能力保持不变。
5 结语及展望
石墨烯及其复合材料因其独特的性质已在各个
领域获得了越来越多的关注。“2020 中国生态环境
产业高峰论坛中”强调了在“十四五”期间要“加
快环保产业、环保技术设备、节能减排专业化的服
务水平”等。石墨烯/天然高分子复合吸附材料也因
其巨大的比表面积和易于化学修饰，成为一种非常
有前途的吸附材料，并将在水处理用的环保材料、
设备中发挥作用。结合国内外文献分析，就目前的
研究而言，尚存在部分问题，例如：为了获得较为
突出的性能，材料的制备工艺趋于复杂，选用的原
材料成本较高，这对于复合吸附材料的工业化和推
广是不利的；其次，吸附过程多以静态吸附为主，
针对的污染物种类较为单一，其特点是可以实现特
定专一性吸附，但现实的水处理中往往面临的是多
种污染物共存的环境；材料的循环利用或者回收能
力需要进一步增强，借此以降低成本等。笔者认为
在以后的研究中可能更需要关注以下几点：
（1）将光催化材料与石墨烯吸附材料结合，开
发出集吸附与降解于一体的材料；（2）通过引入磁
性材料或者动态吸附作用，提高石墨烯吸附材料的
回收利用能力以及多次循环使用性能；（3）充分利
用废弃的天然高分子材料，简化石墨烯/天然高分子
复合吸附材料的制备工艺，开发出低成本、易分离、
绿色环保且能够用于大规模生产的吸附材料；（4）
完善机理研究，从微观角度探究石墨烯与污染物之
·691·
间的相互作用，有利于设计出更高效的石墨烯吸附
材料；（5）构建更有代表性或可调性的废水模型，
以模拟评价复合吸附材料在实际环境中的性能，并
对比在实际废水中石墨烯复合吸附材料的吸附能
[49] 等以 0.5 力。
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