引 言

隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，染料廣泛 應(yīng)用 在 印 染、造 紙 和 紡 織 等 行 業(yè)，這些行業(yè)在快速發(fā) 展，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，染料廢水排放也給環(huán)境帶來 了嚴(yán)重的危害。染料廢水色度大、成分復(fù)雜，化學(xué)穩(wěn) 定性高，且大部分具有毒性，具有致癌、致畸、致突變等 特點(diǎn)。如何有效、快速地去除廢水中的染料是廢水 處理中的一大難題。目前處理染料廢水的主要方法大 致可分為物理法、化學(xué)法、生物法和吸附。物理法 和化學(xué)法操作成本較高，過程復(fù)雜，在處理廢水的過程 中，容易產(chǎn)生一些有害的氣體，這些氣體排放到空氣中 產(chǎn)生二次危害；生物法主要是利用細(xì)菌，真菌等對染料 進(jìn)行脫色降解，相對來說對染料的種類、溫度和ｐＨ 值 等有一定的要求，限制了應(yīng)用范圍；吸 附 法 操 作 簡 單， 適應(yīng)性強(qiáng)，不需要投入大量的人力物力，被普遍認(rèn)為是 快速凈化染料廢水的一種方式。

１ 實(shí) 驗(yàn)

１．１ 主要儀器與試劑

傅里葉紅外分光光度計(jì)，ｉＳ１０，美國 Ｎｉｃｏｌｅｔ公司； 掃描電子顯微鏡，ＱＵＡＮＴＡ２００，荷蘭 ＦＥＩ公司；冷凍 干燥機(jī)，ＦＤ－１Ａ－５０，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；真 空干燥箱，DZF-6030A，上海一恒科技有限公司；雙 光 束紫 外－可 見 分 光 光 度 計(jì)，ＴＵ－１９００，北 京 普 析 通 用 儀 器有限公司；全自動(dòng)比表面積和孔隙度分析儀，ＡＳＡＰ ２０２０，美國 Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ公司。 ＳＡ，ＣＰ，天 津 市 永 大 化 學(xué) 試 劑 有 限 公 司；ＡＭ， ＡＲ，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；ＧＯ，采 用 改 進(jìn) 的 Ｈｕｍｍｅｒｓ法自制；氯化鈣，ＡＲ，天津市科密歐 化學(xué)試劑有限公司；其它試劑皆為分析純。

１．２ ＳＡＧＧ 的制備

取少量 ＧＯ 溶液加入 到 裝 有 適 量 水 的 燒 杯 中，超 聲分散２ｈ，將質(zhì)量比為３∶１的 ＳＡ 和 ＡＭ 加到超聲 分散均勻 的 ＧＯ 水 溶 液 中，勻 速 攪 拌３０ ｍｉｎ，靜 置 脫 泡，用注射器 將 混 合 溶 液 滴 入５％（質(zhì) 量 分 數(shù)）的 氯 化 鈣溶液 中，陳 化 １２ｈ，用 去 離 子 水 洗 滌 ３ 次，即 得 ＳＡＧＧ。

１．３ ＳＡＧＧ 的表征

樣品的 紅 外 光 譜 采 用 傅 里 葉 紅 外 分 光 光 度 計(jì)（ＦＴ－ＩＲ）進(jìn) 行 表 征，ＡＴＲ 附 件，掃 描 范 圍 為 ５００～ ４０００ｃｍ－１。樣品的形貌采用掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ） 進(jìn)行 表 征，在觀察之前把樣品粘在導(dǎo)電膠上，噴 金 處 理。采用液氮吸附法測定樣品的比表面積。

１．４ 吸附實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中把 ＣＶ 溶解在去離子水中，配制成 濃 度 為 １０００ｍｇ／Ｌ的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并用標(biāo)準(zhǔn)液稀釋配制成２０～ １００ｍｇ／Ｌ范圍內(nèi)的溶液用于吸附實(shí)驗(yàn)。 考察單因素對吸 附 的 影 響，準(zhǔn) 確 稱 取 適 量 ＳＡＧＧ 吸附劑（０．５～２．５ｇ）置于裝有５０ｍＬ一定濃度 ＣＶ（２０ ～８０ｍｇ／Ｌ）的具塞錐形瓶中，調(diào)節(jié)ｐＨ 值（３～１０），以 不同溫度（２５～５０ ℃）在水浴恒溫振蕩器中勻速振蕩， 吸附平衡后 取 上 層 液 體 用 紫 外－可 見 分 光 光 度 計(jì) 在 波 長λ＝５８３ｎｍ 處測定吸光度，根 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算溶液中 ＣＶ 的濃度，去除率 Ｒ和平 衡吸附量ｑｅ 計(jì)算公式如下 Ｒ ＝Ｃ０ －Ｃｅ Ｃ０ ×１００％ （１） ｑｅ ＝ （ ） Ｃ０ －Ｃｅ ×Ｖ ｍ （２） 　　式中，Ｃ０ 為 ＣＶ 的初始濃度，ｍｇ／Ｌ；Ｃｅ 為吸附平 衡時(shí) ＣＶ 的濃度，ｍｇ／Ｌ；Ｖ 為 ＣＶ 溶液的體積，Ｌ；ｍ 為 加入的ＳＡＧＧ 的質(zhì)量，ｇ。

２ 結(jié)果與討論

ＧＯ 富 含 了 不 同 種 類 的 含 氧 官 能團(tuán)，其中３２００～３４００ｃｍ－１處的寬峰帶為—ＯＨ 伸 縮振動(dòng)，１７３１ｃｍ－１處的吸收峰對應(yīng)羰基和羧基中—  Ｃ Ｏ 的伸縮振動(dòng)，在１６２１ｃｍ－１處 的 吸 收 峰 是 ＣＣ 的伸縮振動(dòng)，位于１３６７ｃｍ－１處的吸收峰是由Ｃ—ＯＨ 的伸縮振動(dòng)引起的，在１２３７ｃｍ－１處的吸收峰表明了 Ｃ—Ｏ—Ｃ的伸縮振動(dòng)，而１０６７ｃｍ－１處的吸收峰對應(yīng) 于 Ｃ—Ｏ 的伸縮 振 動(dòng)，這些含氧官能團(tuán)的存在，說明石墨已被氧化，尤其是 ＧＯ 表面羥基的存在，在水溶 液中 可 以 形 成 氫 鍵，這 解 釋 了 ＧＯ 親 水 性 的 本 質(zhì) 原 因，有 利 于 ＳＡＧＧ 的 形 成。ＳＡ 在 １５９２，１４１０， １２６５，１０２４ｃｍ－１處的吸收峰分別對應(yīng)于 ＣＣ、Ｃ— ＯＨ、Ｃ—Ｏ—Ｃ、Ｃ—Ｏ 的 伸 縮 振 動(dòng)。ＡＭ 含 有 豐 富 的 官能團(tuán)，ＳＡＧＧ 含有不同的含氧官能團(tuán)，包括３２００～ ３４００ｃｍ－１處—ＯＨ 的伸縮振動(dòng)寬峰帶，１６００ｃｍ－１處 ＣＣ的伸縮振動(dòng)峰，１３６７ｃｍ－１處 Ｃ—ＯＨ 的伸縮振 動(dòng)吸 收 峰 和 １０６７ｃｍ－１ 處 Ｃ—Ｏ 的 伸 縮 振 動(dòng) 峰， ＳＡＧＧ 中沒有出現(xiàn) ＧＯ 在１７３１ｃｍ－１處—ＣＯ 的吸 收峰，是因?yàn)?mdash;ＣＯ 與其它官能團(tuán)相互作用產(chǎn)生藍(lán) 移，使得１６００ｃｍ－１的吸收 峰 增 強(qiáng)，ＳＡＧＧ 大小均勻， 因含有 ＧＯ 在吸附之前呈現(xiàn)棕黃色，隨著 吸 附 過 程 的 進(jìn)行，溶液中 大 量 的 ＣＶ 分 子 被 ＳＡＧＧ 吸 附，溶 液 中 ＣＶ 的濃度逐漸降低，ＣＶ 溶液的顏色逐漸變淺，ＳＡＧＧ 的顏 色 逐 漸 加 深，實(shí) 現(xiàn) 對 ＣＶ 的 吸 附。吸 附 ＣＶ 后 ＳＡＧＧ 變 成 偏 紫 黑 色，由 于 加 入 ＧＯ 的 作 用 而 使 ＳＡＧＧ 的硬度較大，機(jī)械性能較好，吸附 ＣＶ 之后均可 以保持圓球形的外觀，實(shí)現(xiàn)了吸附劑與溶液的快速分 離。圖３（ｄ）為凝膠球的 Ｎ２ 吸附－解吸等溫曲線，圖中 ＳＡＧＧ 為加 ＧＯ，ＳＡＧ 為 不 加 ＧＯ。未 加 入 ＧＯ 的 凝 膠球（ＳＡＧ）的比表面積為２．２９ｍ２／ｇ。加入３％（質(zhì)量 分?jǐn)?shù)）的 ＧＯ 之后的凝膠球（ＳＡＧＧ）的比表面積 為２． ７４ｍ２／ｇ，增加了０．４５ｍ２／ｇ。ＧＯ 的加入對孔徑 沒 有 明顯的影響，所制備的凝膠球的孔徑較大而且不均勻 （從圖３（ｃ）上也可以看出），另外可能是在低溫液氮下 凝膠球的結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌，導(dǎo)致 Ｎ２ 吸 附－解 吸 等 溫 曲 線 沒有閉合。

３ 結(jié) 論

（１） 成功制備了粒徑約為２．０ｍｍ 的復(fù)合了ＳＡ、 ＡＭ 和 ＧＯ 的ＳＡＧＧ，采用ＦＴ－ＩＲ和ＳＥＭ 對樣品進(jìn)行 了表征，ＳＡＧＧ 含有豐富的含氧官能團(tuán)，內(nèi)部呈現(xiàn)類似 蜂窩狀的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
（２） 吸附 實(shí) 驗(yàn) 表 明，在 ＣＶ 初 始 濃 度３０ ｍｇ／Ｌ， ｐＨ 值 為 ７，吸 附 劑 質(zhì) 量 為 １．５ｇ，溫 度 為 ３５ ℃ 時(shí)， ＳＡＧＧ 對 ＣＶ 的 去 除 率 達(dá) 到 ９３．４４％，吸 附 容 量 為 ４７．０８ｍｇ／ｇ。吸附過 程 符 合 Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ 模 型，熱 力 學(xué) 研究表明該吸附過程是一個(gè)自發(fā)吸熱的物理過程。
（３） ＳＡＧＧ 其原料來源豐富，可 生 物 降 解，具 有 良好的吸附性能和機(jī)械強(qiáng)度，使得其在工業(yè)廢水處理、 環(huán)境保護(hù)等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。