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重金属离子和染料是污水中两类最典型的污染物,且大部分是共同存在于污水中,如何有效的去除这两类污染物已成为研究的热点。目前已有的处理方法有离子交换法、沉淀法、膜分离法、吸附法等,其中吸附法以吸附效率较高、二次污染低及操作过程简易等优点而被广泛应用,但现有吸附材料的功能单一,一般只能去除某一类污染物,而对成分非常复杂的污水中的其它污染物无能为力。因此,本文利用蒙脱土(MMT)对重金属离子良好的吸附性能、以及氧化石墨烯(GO)对有机物的高吸附容量和优异的吸附效率的特点,在水介质中采用超声法制备出了蒙脱土柱撑氧化石墨烯(GM)复合材料,同时对其组成结构进行了表征,并研究了其对水中污染物的吸附性能。1、以MMT和GO为原料,在水介质中采用超声法将GO与MMT通过超声波混合处理制备了GM复合材料,通过红外光谱法(FTIR)、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜法(SEM)、原子力显微镜法(AFM)、透射电镜法(TEM)和BET比表面积法表征了其结构。研究结果发现:随着GO浓度的增加,即GM复合材料中GO的含量增加,GM复合材料的比表面积先增大后减少,当GO与MMT以10%投料质量比获得的GM复合材料,其比表面积为973m2·g-1,明显高于GO的612m2·g-1和MMT的245 m2·g-1。2、研究了GM复合材料对水中亚甲基蓝(MB)、亚甲基橙(MO)和Pb2+的单元吸附性能。实验结果表明:GM复合材料对三种污染物的吸附效果均优于GO和MMT的,10%投料质量比的GM复合材料对三种污染物的的最大吸附量分别为250,144.9和232.6 mg/g,三种吸附均符合Langmuir模型及准二级动力学模型,并在50min内达到吸附平衡;对MB的吸附属于吸热反应,而对MO和Pb2+的吸附属于放热反应。3、研究了GM复合材料对水中MB和Pb2+的二元吸附性能和吸附机理。实验结果发现:MB存在对其吸附Pb2+具有协同作用,Pb2+存在对其吸附MB具有一定的竞争作用;其吸附机理是:Pb2+和MB在GM复合材料表面具有相同的活性位点,但其表面总的吸附位点是一定的,当Pb2+吸附在GM复合材料表面后就会阻碍MB的吸附;当GM复合材料表面吸附MB后,导致的溶液表面负电荷增加更利于Pb2+的吸附,也可能是因为GM复合材料表面吸附MB后产生更多的有机官能团促进了Pb2+的吸附。4、研究了GM复合材料对水中MB和MO的二元吸附性能和吸附机理。研究结果发现:MB和MO共存时,其对二者的吸附相互都具有协同作用,且在45min内就达到了吸附平衡;其吸附机理是:柱状结构的GM复合材料分子与芳香型结构的染料分子之间的共轭作用促进了吸附,同时GM复合材料表面的负电荷与阳离子染料之间的静电作用提高了其对染料吸附性能。