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        石墨烯及其復(fù)合材料在重金屬離子吸附方面的應(yīng)用

        2016-09-12 06:13:38曹明莉張會(huì)霞盛智博
        功能材料 2016年8期
        關(guān)鍵詞:烯基吸附劑去除率

        曹明莉,張會(huì)霞,張 聰,盛智博

        (1. 大連理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,遼寧 大連 116024; 2. 江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院,江蘇 無錫 214000)

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        石墨烯及其復(fù)合材料在重金屬離子吸附方面的應(yīng)用

        曹明莉1,張會(huì)霞1,張聰2,盛智博1

        (1. 大連理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,遼寧 大連 116024; 2. 江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院,江蘇 無錫 214000)

        重金屬污染是目前最為嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題之一,因此,尋找高效的納米材料去除水中的重金屬變的尤為重要。作為碳系家族的新成員,石墨烯已經(jīng)成為萬眾矚目的研究熱點(diǎn)。由于具有超大的比表面積、較高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等突出優(yōu)勢(shì),石墨烯不僅在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、催化、藥物輸送等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,而且作為吸附材料在重金屬離子處理方面的潛能也備受關(guān)注。綜述了近年來有關(guān)石墨烯及其復(fù)合材料吸附水溶液中重金屬離子的研究,系統(tǒng)介紹了石墨烯基材料對(duì)重金屬離子的吸附效果、吸附機(jī)理、影響因素,及該材料的脫附再生性能。最后,對(duì)石墨烯及其復(fù)合材料研究過程中的挑戰(zhàn)進(jìn)行了評(píng)述,同時(shí)對(duì)它們?cè)谒幚磉^程中的應(yīng)用前景做了深入探討和展望。

        石墨烯;重金屬離子;吸附;水處理

        0 引 言

        水資源是人類不可或缺的自然資源,但隨著現(xiàn)代工業(yè)的日益發(fā)展,大量含鉛、銅、鉻等重金屬離子的工業(yè)廢水直接排入天然水體之中,造成水源中重金屬積累加劇[1]。重金屬離子毒性大、不易降解,長(zhǎng)期在水體中分散存在,最終通過食物鏈生物富集,對(duì)自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)及人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害[2]。因此,如何有效地去除廢水中的重金屬離子已成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。目前已開發(fā)應(yīng)用的重金屬?gòu)U水處理方法很多,傳統(tǒng)的有沉淀法、過濾法、離子交換法、膜分離法等[3]。然而,這些方法均存在一定的技術(shù)或經(jīng)濟(jì)方面的局限性,如沉淀法雖然經(jīng)濟(jì)方便,但會(huì)產(chǎn)生難以處理的化學(xué)制品,帶來垃圾填埋問題;膜分離法具有節(jié)能、分離效率高等優(yōu)點(diǎn),但經(jīng)濟(jì)可行性低,維護(hù)費(fèi)用高,不適合大規(guī)模應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中,吸附法因其操作簡(jiǎn)單,成本低廉,選擇性好而受到人們的青睞。吸附法的關(guān)鍵是找到有效的吸附劑,該吸附劑應(yīng)具有吸附率高、吸附容量大、吸附速率快及再生能力強(qiáng)等特征。其中,活性炭[4-6]、碳納米管[7-8]、沸石[9]、殼聚糖[10-11]及樹脂[12-13]等均曾被用作廢水處理吸附材料,但這些材料存在著再生難、吸附速度慢、選擇性差等缺點(diǎn)。

        作為碳系家族的一員,石墨烯(graphene,GN)自發(fā)現(xiàn)以來,便以其優(yōu)異的性能引起了物理、化學(xué)、材料等各領(lǐng)域科技工作者的廣泛關(guān)注[14-15]。完美的石墨烯是由單層碳原子經(jīng)過sp2雜化形成的蜂窩狀正六邊形晶格的二維碳質(zhì)新材料,其厚度僅為0.335 nm(圖1)[16]。狹義上只有單層石墨才屬于石墨烯,而現(xiàn)在所說的石墨烯通常是廣義的概念,即10層以下的石墨都可算是二維石墨烯材料,包括單層(Single-layer Graphene,SG)、雙層(Bi-layer Graphene,BG)和少層石墨烯(3≤層數(shù)≤10,F(xiàn)ew-layer Graphene,F(xiàn)G)。影響吸附劑吸附性能的主要因素是其比表面積和結(jié)構(gòu),而石墨烯具有超大的比表面積(單層比表面積接近2 630 m2/g,多層為270~1 550 m2/g)[17-18]和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),這一點(diǎn)成為其良好吸附性能的基礎(chǔ)。因此,我們有理由相信,石墨烯是一種理想的吸附劑或分離材料。

        圖1 石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖[19]

        近年來,許多學(xué)者開展了對(duì)石墨烯及其衍生物在儲(chǔ)氫、消除水相污染物等方面的研究,并取得了卓有成效的結(jié)果。本文較為系統(tǒng)地闡述了石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)水溶液中重金屬離子的吸附效果、吸附機(jī)理、影響吸附的相關(guān)因素,及該材料的脫附再生性能,并就石墨烯及其復(fù)合材料研究的挑戰(zhàn)進(jìn)行了評(píng)述。

        1 石墨烯及其復(fù)合材料的吸附性能

        結(jié)構(gòu)完整的二維石墨烯晶體表面光滑且呈惰性,化學(xué)穩(wěn)定性高,與其它介質(zhì)的相互作用較弱。此外,由于其相鄰片層之間的π-π作用,石墨烯極易發(fā)生團(tuán)聚或重新堆積形成石墨,從而阻礙了石墨烯的進(jìn)一步研究和應(yīng)用。廣大學(xué)者通常采用的是氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)及以GO為前驅(qū)體形成的其它復(fù)合材料。GO一般是由石墨經(jīng)化學(xué)氧化、超聲制備獲得,常用的石墨氧化方法主要有Brodie法[20]、Staudenmaier法[21]以及Hummers法[22],其制備過程如圖2所示。作為石墨烯的衍生物,GO結(jié)構(gòu)與石墨烯大體相同,只是在二維基面上連有大量的—COOH、—OH等含氧官能團(tuán)。這些含氧基團(tuán)不僅可明顯改善其水溶性,還可成為活性吸附位點(diǎn)吸附重金屬,進(jìn)而有效分離廢水中的重金屬離子。更為重要的是,大量含氧官能團(tuán)的引入使得GO能夠穩(wěn)定存在于多種常用的有機(jī)溶劑中,成為了制備石墨烯基復(fù)合材料的前驅(qū)體。

        圖2 GO的制備過程

        石墨烯基復(fù)合材料是以石墨烯與其它成分復(fù)合后所制備的材料,這種材料不僅可以同時(shí)保持石墨烯和所復(fù)合材料的優(yōu)越性,而且能產(chǎn)生新的協(xié)同效應(yīng)。石墨烯基復(fù)合材料的制備大多是先將GO與金屬、金屬氧化物以及聚合物復(fù)合,再將復(fù)合后的材料還原得到的。目前,石墨烯基復(fù)合材料的研究主要集中于石墨烯/無機(jī)納米復(fù)合材料和石墨烯/聚合物復(fù)合材料[23-24]。

        表1石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)重金屬離子吸附量

        Table 1 Adsorption capacity of graphene-containing composite materials for heavy metals

        HeavymetalAdsorbentAmbienttemperatureAdsorptioncapacity/mg·g-1Pb(Ⅱ)SiO2/graphene298K113.6[28]Pb(Ⅱ)Chitosan-GO298K99[29]Pb(Ⅱ)EDTA-GO298K525[30]Pb(Ⅱ)Functionalizedgraphene298K406.6[31]Cu(Ⅱ)GO298K46.6[26]Co(Ⅱ)FGO303K68.2[32]Cd(Ⅱ)FGO303K106.3[32]Hg(Ⅱ)PRGO293K980[33]Cr(Ⅵ)GO-Fe3O4298K190[34]

        關(guān)于石墨烯及其復(fù)合材料的吸附性能,大部分的研究均是針對(duì)無機(jī)污染物,表1匯總了石墨烯基材料對(duì)重金屬離子的吸附量。由此可見,石墨烯及其復(fù)合材料能有效吸附水中的Pb(Ⅱ)[25],Cu(Ⅱ)[26],Co(Ⅱ)[27]等多種重金屬離子。

        2 影響吸附的因素分析

        石墨烯材料對(duì)無機(jī)污染物的去除效果不僅與石墨烯本身層數(shù)、缺陷等有關(guān),還會(huì)受到吸附條件如重金屬離子濃度、吸附劑用量、吸附溫度和時(shí)間等多種因素的影響,再加上重金屬離子各自性質(zhì)的不同,因此,石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)各種重金屬離子的吸附性能往往存在一定的差異。

        2.1吸附劑用量對(duì)吸附的影響

        Wu等[36]在研究GO用量對(duì)Cu2+吸附效果的影響時(shí),也報(bào)道了相似的趨勢(shì)。該試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)吸附劑用量為1 mg/L時(shí),吸附效果達(dá)到最佳。

        石墨烯基材料與其它吸附劑類似,低摻量下使用對(duì)重金屬離子吸附量更大,其結(jié)合位點(diǎn)和比表面積能夠得到有效利用[37-38]。因此,建議在實(shí)際應(yīng)用中,采用適當(dāng)吸附劑用量,使其達(dá)到既有較好的吸附效果,又能降低吸附成本的目的。

        2.2接觸時(shí)間對(duì)吸附的影響

        吸附時(shí)間是影響吸附劑吸附重金屬離子的一個(gè)重要因素,隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng),處理周期延長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效益必將受到影響。石墨烯基材料的層狀結(jié)構(gòu)和較大的比表面積將有助于其吸附重金屬離子速率的提高,大大縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間。Deng等[31]指出,在最初的20 min內(nèi),GNSPF6(以KPF6為修飾試劑,制備的功能化石墨烯)對(duì)Pb2+、Cd2+的吸附量快速增長(zhǎng),隨后增長(zhǎng)緩慢并在40 min內(nèi)達(dá)到平衡。Madadrang等[30]也研究了時(shí)間對(duì)Pb2+去除率的影響,發(fā)現(xiàn)EDTA-GO復(fù)合材料吸附Pb2+的過程只需20~30 min即可達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,遠(yuǎn)快于其它吸附劑(如活性炭,CNTs)[39-41],表明石墨烯材料有很高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

        石墨烯基宏觀體材料是石墨烯片層組裝構(gòu)建而成的宏觀形態(tài)的新型碳質(zhì)材料,不僅保持了石墨烯片層良好的物理化學(xué)性質(zhì),同時(shí)具有可調(diào)控的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀形態(tài)。Li等[42]以NiCl2·6H2O為催化劑前驅(qū)體,采用CVD常壓下簡(jiǎn)單快速實(shí)現(xiàn)了高密度高質(zhì)量三維石墨烯宏觀體(3D-GMOs)的制備,其制備過程見圖3。利用3D-GMOs為電極對(duì)水溶液中的重金屬離子進(jìn)行快速高容量的電沉積,發(fā)現(xiàn)其對(duì)Cd2+,Pb2+,Cu2+,Ni2+的去除率隨著電解沉積時(shí)間的增長(zhǎng)而增大,吸附量分別為434,882,1 683,3 820 mg/g。值得一提的是,在反向電場(chǎng)作用下,3D-GMOs可以快速、高效的脫附被吸附的重金屬離子(約1 min,脫附率>96%),進(jìn)一步揭示了3D-GMOs在廢水去除重金屬離子方面潛在的重要應(yīng)用。

        圖3 3D-GMOs制備過程示意圖[42]

        Fig 3 Schematic illustrations displaying the preparation process of 3D-GMOs[42]

        Lei等[43]采用同樣方法制備了GOF/Fe3O4納米復(fù)合材料,并將其應(yīng)用于水中Cr(Ⅳ)的去除。結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于該三維材料具有相互連通的多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,吸附過程非常迅速,20 min內(nèi)即達(dá)到了平衡狀態(tài)。

        綜上可知,在初始吸附階段,M2+的去除率和吸附量顯著升高,達(dá)到某一時(shí)間段后,石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)M2+的吸附速率逐漸趨緩,之后增長(zhǎng)極其緩慢,最后趨于平衡。這主要是由于在吸附前期,石墨烯及其復(fù)合材料表面大量的吸附位點(diǎn)還沒被占據(jù),M2+得以快速吸附;隨著吸附過程的進(jìn)行,石墨烯基材料表面被越來越多的M2+占據(jù),由于M2+分子之間的排斥力及吸附劑表面可利用吸附位點(diǎn)的減少,剩下的M2+不易被吸附,因此,吸附速率減慢,直至達(dá)到吸附平衡。

        2.3初始重金屬離子濃度對(duì)吸附的影響

        在實(shí)際生產(chǎn)中,廢水中重金屬離子的濃度往往是變化的,所以溶液的初始濃度對(duì)吸附性能的影響也是必須要考察的內(nèi)容。Leng等[44]研究了初始重金屬離子濃度對(duì)石墨烯吸附效果的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),去除率隨Sb3+初始濃度的增大而減小,這說明Sb3+濃度較高時(shí),應(yīng)增加吸附劑用量才能達(dá)到較高的去除率。

        楊熙等[45]的試驗(yàn)研究也證明了石墨烯對(duì)Cd2+的去除率隨著初始濃度的增加而降低,但當(dāng)Cd2+初始濃度由8 mg/L增加到40 mg/L時(shí),其去除率僅由83%下降到69%,這說明對(duì)于高濃度的Cd2+溶液,石墨烯依舊具有良好的治理效果。換而言之,當(dāng)水體中的重金屬離子濃度偏高或是需要連續(xù)大量使用吸附劑進(jìn)行吸附時(shí),石墨烯仍可滿足該種需求。

        在吸附劑使用量一定的情況下,當(dāng)重金屬離子濃度較低時(shí),相對(duì)于溶液中稀少的游離態(tài)金屬離子,石墨烯的吸附位點(diǎn)并不能被填滿,有著很大的空余量,導(dǎo)致去除率較高;隨著初始重金屬濃度的升高,所吸附的離子間存在排斥力,使重金屬不能被進(jìn)一步吸附,只能游離于溶液中,去除率下降。

        2.4溫度對(duì)吸附的影響

        溫度是影響吸附的重要環(huán)境因子之一,對(duì)重金屬的吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-還原等一系列化學(xué)和物理過程都有不同程度的影響。因此,溫度的變化也可能導(dǎo)致吸附量的變化。一些文獻(xiàn)表明[35],Zn2+在GO上的吸附是一個(gè)放熱、自發(fā)進(jìn)行的過程,低溫下更加有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行,而有些文獻(xiàn)則得出了相反的結(jié)論。Leng等[44]指出,溫度的升高增多了吸附劑表面活性位點(diǎn)數(shù)量,增大了重金屬離子的擴(kuò)散速率,因此,石墨烯對(duì)Sb3+的去除率隨溫度的升高而增大,這與Zhao、Chandra、周峰等國(guó)內(nèi)外學(xué)者的試驗(yàn)結(jié)論相一致[46-49]。

        2.5離子強(qiáng)度對(duì)吸附的影響

        離子強(qiáng)度對(duì)吸附效果的影響主要包括對(duì)重金屬離子本身存在形態(tài)及吸附劑表面吸附點(diǎn)位的影響,因此,不同金屬離子受離子強(qiáng)度影響的結(jié)果也不盡相同。在實(shí)際吸附過程中,吸附量隨離子強(qiáng)度的增大而增大、降低或基本不變的情況均有發(fā)生[28, 46,50-51]。

        Sun等[51]研究發(fā)現(xiàn),Eu3+在氧化石墨烯納米薄片(GONS)上的吸附量幾乎不受離子強(qiáng)度的影響,Zhao等[47, 52]在研究離子強(qiáng)度對(duì)GONS吸附Pb2+,Co2+,Cd2+的影響時(shí),亦得出了一致的結(jié)果。石墨烯基材料吸附對(duì)離子強(qiáng)度不敏感,其原因可能是由于重金屬陽離子與石墨烯及其復(fù)合材料表面含氧官能團(tuán)形成了內(nèi)層表面絡(luò)合物[53],如圖(圖4)[56]。

        Wang、Hao等[35, 54]則發(fā)現(xiàn)GO及SiO2/石墨烯復(fù)合材料對(duì)重金屬離子的吸附量隨著離子強(qiáng)度的增加而減少,因此,他們認(rèn)為重金屬離子與石墨烯基材料表面官能團(tuán)之間存在水分子,形成了外層表面絡(luò)合物[55],如圖(圖5)[56]。

        圖4 內(nèi)層表面絡(luò)合物示意圖[56]

        圖5 外層表面絡(luò)合物示意圖[56]

        根據(jù)EDL(electrostatic double layer雙層靜電)理論,當(dāng)溶液的離子強(qiáng)度增加時(shí),吸附劑的雙層靜電被壓縮,排斥作用減弱,有可能使吸附劑離子團(tuán)聚,改變吸附劑的吸附總位點(diǎn)數(shù),進(jìn)而改變其對(duì)重金屬離子的吸附劑。由此可見,離子強(qiáng)度既能影響到吸附質(zhì),又能影響到吸附劑,是影響吸附(物理或化學(xué))很重要的一個(gè)因素。

        3 石墨烯基材料的脫附再生

        吸附能力和脫附能力是評(píng)估吸附劑吸附效果的兩個(gè)最佳參數(shù)。理想的吸附劑不但應(yīng)具有高效的吸附性能,能否循環(huán)再生也是衡量吸附劑實(shí)際應(yīng)用性的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。Wang等[35]采用0.1 mol/L HNO3、0.1 mol/L HCl、H2O對(duì)吸附Zn2+后的GO進(jìn)行脫附研究,結(jié)果顯示HNO3的脫附效果最好,脫附率高達(dá)91.6%。Leng等[61]選用了0.1 mol/L EDTA作脫附劑,洗脫吸附了Sb3+的石墨烯,由于EDTA自身易與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用,因此脫附效果較好。隨著洗脫次數(shù)、再吸附次數(shù)的增多,石墨烯對(duì)Sb3+的去除率降低,但五次吸附-脫附循環(huán)后,其去除率仍高達(dá)60%,相比于第一次吸附,僅降低20%左右。Deng等[31]選用低濃度(0.001 mol/L) EDTA為脫附劑,亦發(fā)現(xiàn)GNSPF6對(duì)Pb2+的第五次循環(huán)吸附率達(dá)75.23%。由此可見,石墨烯及其復(fù)合材料具有優(yōu)異的循環(huán)吸附性能,經(jīng)過多次循環(huán)使用后依然可以保持良好的吸附能力。

        4 石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)重金屬的吸附機(jī)理

        由于石墨烯和功能基團(tuán)的多樣性,以及重金屬水溶液的化學(xué)復(fù)雜性,雖然已有大量關(guān)于石墨烯及其復(fù)合材料吸附重金屬離子的研究工作,但至今仍沒有一個(gè)完整、詳細(xì)、明確的吸附機(jī)理體系。對(duì)于石墨烯基材料去除重金屬離子的機(jī)理,文獻(xiàn)報(bào)道主要有:離子交換作用、表面絡(luò)合作用、吸附作用和靜電相互作用[31,57]。以上這幾種吸附作用并不是孤立的,往往相伴產(chǎn)生。通常情況下,吸附強(qiáng)烈依賴于吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面面積,因此,重金屬離子的吸收很大程度上歸因于吸附劑表面特定吸附位點(diǎn)的離子交換或化學(xué)吸附。

        對(duì)于Pb2+,Cu2+,Co2+等二價(jià)重金屬陽離子的去除機(jī)理,目前一般認(rèn)為是M2+與石墨烯基材料表面的含氧官能團(tuán)之間進(jìn)行了表面絡(luò)合反應(yīng),在石墨烯表面形成復(fù)雜、穩(wěn)定的絡(luò)合物[52, 58-59],如圖6所示。

        圖6二價(jià)重金屬陽離子在石墨烯基材料表面的絡(luò)合反應(yīng)

        Fig 6 Mechanismof M2+adsorptionon graphene-based materials: surface complexation

        5 結(jié)論與展望

        石墨烯及其復(fù)合材料可以吸附水中眾多的重金屬離子,且吸附量大、速度快、效率高,其優(yōu)良的吸附性能源自于巨大的表面積、發(fā)達(dá)的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能團(tuán)。從目前的研究來看,石墨烯基材料在水處理應(yīng)用領(lǐng)域中最主要的突破在于材料、化學(xué)和環(huán)境治理的交叉研究。然而,為了更深入地了解石墨烯基材料對(duì)重金屬離子吸附的物理化學(xué)本質(zhì)和機(jī)理,今后可以在以下幾方面進(jìn)行研究:

        (1)對(duì)石墨烯及其復(fù)合材料去除機(jī)理部分仍缺乏深入的探討。目前所提出的幾種重金屬離子去除機(jī)理,對(duì)于具體哪種起決定作用仍缺乏深層次的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)的支撐作用。

        (2)有關(guān)石墨烯基材料脫附的研究報(bào)道較少,其中脫附劑種類少和脫附效率低是存在的主要問題,另外,除文中涉及的幾種重金屬離子外,也可對(duì)吸附其它重金屬離子后的石墨烯基材料進(jìn)行脫附研究,并進(jìn)一步考察溫度、離子強(qiáng)度、初始離子濃度等對(duì)脫附的影響。

        (3)目前多數(shù)研究還僅集中在石墨烯基材料對(duì)單一重金屬離子的吸附研究,而石墨烯基材料對(duì)多種金屬離子共存時(shí)的吸附研究則少見于文獻(xiàn)中。因此,石墨烯基材料的競(jìng)爭(zhēng)吸附性能也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        (4)小片層的石墨烯在實(shí)際中難以操控,因此基于石墨烯的結(jié)構(gòu)組裝形成宏觀體是石墨烯走向?qū)嶋H應(yīng)用的重要步驟。但是,石墨烯基宏觀體研究還處于初級(jí)階段,要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用,還有很多需要改進(jìn)的地方,如現(xiàn)有方法制備的石墨烯宏觀體的性能還很難滿足實(shí)際應(yīng)用,性能更好的石墨烯基組裝體有待進(jìn)一步開發(fā)。

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        Graphene-containing composite materials for heavy metal ions adsorption

        CAO Mingli1, ZHANG Huixia1, ZHANG Cong2, SHENG Zhibo1

        (1. School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;2. School of Environmental and Civil Engineering, Jiangnan University, Wuxi, 214000, China)

        Contamination of natural water with heavy metal ions is a significant global issue. Therefore, it becomes particularly important to look for a kind of efficient nanometer materials to remove heavy metals in the water.As a new member of the carbon materials, graphene has become a rapidly rising star on the horizon ofmaterials science. Due to its large specific surface area, high mechanical strength, chemical stability and so on, graphene (GN) has broad application prospect in field-effect transistors, catalysis, drug delivery and other areas. Importantly, it could be used as an ideal adsorbent candidate for water purification, which has been attracting significant attention in recent years. This paper gives an overview of recent literatures for the application of graphene-containing compositesin heavy metal ions removal from wastewater. The adsorption capacity, adsorption mechanism, the factors affecting adsorption and recycling performance of graphene-based materials for heavy metal ions are also introduced. In the end, the challenges of research of graphene-based materials are commented on the application prospects in water treatment are discussed.

        graphene; heavy metals; adsorption; water treatment

        1001-9731(2016)08-08001-07

        2015-07-19

        2015-10-10 通訊作者:張會(huì)霞,E-mail: zhanghuixia199016@163.com

        曹明莉(1971-),女,河南開封人,副教授,主要從事碳酸鈣晶須、石墨烯納米材料研究。

        X703

        A

        10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.001

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