氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(Ⅱ)的吸附

白成玲¹，王磊¹，朱振亚^1,2，王旭东¹

1. 西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西省膜分离重点实验室陕西省环境工程重点实验室2. 河北地质大学水资源与环境学院河北省水资源可持续利用与开发重点实验室

摘 要：将氧化石墨烯（GO）、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl₂交联制备的GO/海藻酸钙（CA）水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd（Ⅱ）的影响因素:pH（6～7）值、初始离子浓度、接触时间、温度（三者均正相关）。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。

关键词：氧化石墨烯;水凝胶;复合膜;吸附;Cd(Ⅱ);