高新技術產業用新材料氧化石墨=污水處理

高新技術產業用新材料氧化石墨=污水處理

石墨烯是一種二維蜂窩點陣結構的碳材料，由單層碳原子緊緊包裹。它具有優異的機械、熱學和電學性能，被譽為黑金和新材料之王，科學家甚至預言石墨烯將在21世紀發生革命性的變化。

盡管石墨烯在水凈化和環境凈化方面具有巨大的潛力，但石墨烯表面穩定、惰性強，不易溶于溶劑，更難與其它有機或無機材料復合，親水性和生物相容性復合材料的發展是研究方向。新石墨烯材料。

氧化石墨烯（G O）是以天然石墨為原料，與碳納米管相似制備的一種納米碳材料。它是一種具有單原子層厚度的二維結構納米材料。其比表面積理論上可達2900平方米/克，是所有碳納米材料中最大的材料。

氧化石墨烯由于表面含氧基團多，與難以在水和極性溶劑中分散的石墨烯相比，具有良好的親水性。氧化石墨烯在官能團和其它聚合物的作用下能形成絡合物，因此在水溶液中分散穩定，易于制備，易于批量生產。

氧化石墨烯表面的含氧基團如環氧基、羧基和羥基也能與金屬離子反應，特別是多價金屬離子，氧化石墨烯也能與有機污染物相互作用。

因此，氧化石墨烯可用于去除水中的金屬和有機污染物，相關研究表明，氧化石墨烯對水中鉛的吸附量是活性炭的10倍，其除汞能力是其他吸附劑的5倍。

通過特殊工藝對氧化石墨烯表面進行功能化處理，進一步優化和提高了功能性氧化石墨烯對金屬離子的吸附特性，使低濃度重金屬離子的去除能力達到ppb水平。

除了重金屬外，氧化石墨烯還具有很強的去除水中有機物的能力，一些研究人員討論了亞甲基藍（MB）在氧化石墨烯上的吸附。



二氧化鈦等光催化材料制備的電子空穴對易于復合，氧化石墨烯具有較高的電子輸運性能，可以減少光生載流子的復合，提高二氧化鈦的光催化效率。

已使用各種方法制備二氧化鈦復合材料，以處理亞甲基藍、甲基橙、鉻（vi）和重金屬污染物。

研究發現，二氧化鈦的吸附能力和光催化活性較單純的二氧化鈦有所提高，這些學者認為，添加氧化石墨烯可形成Ti-O-C鍵，減小二氧化鈦的帶隙，增強有機染料的光降解。

另外，二維氧化石墨烯薄膜比表面積大，吸附能力強，電子轉移效率高，提高了光解效果。

因此，氧化石墨烯有望在許多領域取代現有的污水處理材料，成為21世紀最好的環境材料之一。廣泛應用于工業廢水處理、地表（飲用）水凈化和生活污水處理。

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