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氧化石墨烯吸收和重金属重金属污染效果显著

来源:广州宏武材料科技有限公司     发布时间:2017-11-02浏览量:

     重金属一般指密度在4以上的60多种元素或密度在5以上的45种元素,但由于不同重金属在水和土壤中的毒性相差甚远,所以在环境科学领域人们通常关注钒、铬、镍、钴、铜、锌、镉、锡、汞、铅等金属离子。重金属大多以单质货化合物形式普遍存在于自然界中,不会对生态和人类构成太大威胁,但是近年来由于人类对金属矿物的过度开采和冶炼,化工、电子、仪表、机械制造等工业生产过程中又产生大量含重金属离子的废水,这些都是水和土壤环境污染的主要污染源。重金属离子会在人体内聚集从而导致中毒、癌症和神经系统的损坏。
 
    氧化石墨烯是一种从天然石墨制备的、与碳纳米管结构相似的碳纳米材料。对比活性碳、碳纳米管和石墨烯材料对低浓度含铅废水的吸附能力,氧化石墨烯对铅的吸附量高达800mg/g,远高于活性炭的60至120mg/g;同时,氧化石墨烯具有极强的再生能力,多次重复吸附/洗脱循环后的吸附能力仅下降5至10%。

    氧化石墨烯何以拥有这么强大的重金属吸附能力?原因有二:一是氧化石墨烯是单原子层厚度的二维结构纳米材料,其比表面积理论上可达2600平方米/克,在所有碳纳米材料中是最大的;二是在氧化石墨烯的制备过程中,其表面形成了大量的活性基团如羧基、羰基、羟基、环氧基等。因此,氧化石墨烯具有一个性能优异的吸附剂所需要的最基本的要素:足够大的比表面积和足够高的表面功能基团密度。

氧化石墨烯吸收重金属


    利用氧化石墨烯材料可把铅酸电池行业含铅废水排放浓度从现在的100—1000ppb降低到1—10ppb、铅回收率提高到95%—99%,铅环境排放总量比现有技术降低90%。该成果可有效推广到镉、镍、砷、铜、铬、放射性元素等其他重金属污染体系,具有十分可观的经济效益和社会效益。

    目前,处理水资源中重金属的常用材料是活性炭、沸石和交换树脂等,而成本较低的活性炭和沸石吸附能力差,吸附能力强的树脂和碳纤维价格昂贵。2012年初,安德烈·海姆教授研究发现氧化石墨烯薄膜可屏蔽除水之外所有其他分子,洛克希德马丁公司斥巨资开发基于石墨烯材料的海水淡化装置,石墨烯材料有望在海水净化、污水处理等方面大显身手,宏武纳米的功能化氧化石墨烯制作成本和鳌合树脂相当,但吸附容量高2—5倍以上,因此综合运作成本依然具有竞争性,在可接受范围内。

   关于重金属污染,我们需要找到合适的治理方法,吸附式所以去除方法中效率最高、反应速度最快、最廉价的方法,所以找到较高吸附容量、无毒稳定、便于固液分离、廉价且易再生的吸附剂就成了研究的核心内容。因此我们需要找到比表大、表面活性位点多易于修饰且制备方便的吸附剂,所以碳家族材料广受关注。 宏武纳米石墨烯、氧化石墨烯企业可以根据客户的要求,提供不一样的配套服务,开发适应于不一样的应用要求所需要的纳米碳族产品。与此同时,在性能、结构控制上可以做到更加多样化,以此可以满足各种应用。
 
 

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