【摘 要】
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石墨烯是材料科学和凝聚态物理学领域迅速崛起的一颗新星。因为它独特的物理、化学和力学性质,石墨烯在纳米电子器件、催化剂、电池、电容器、光电子器件、新型复合材料以及
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石墨烯是材料科学和凝聚态物理学领域迅速崛起的一颗新星。因为它独特的物理、化学和力学性质,石墨烯在纳米电子器件、催化剂、电池、电容器、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景。本论文通过电解四氟硼酸钠水溶液的方法从石墨棒上剥落出大量的石墨烯。我们通过SEM、TEM、XRD、XPS和AFM等手段对制备的石墨烯进行了表征。通过这种方法制备的石墨烯不但能很好的分散在水中,也能分散在很多种有机溶剂中,并且不需要任何稳定剂和分散剂,电导率最大可以达到1428.57 S/m。论文也讨论了电化学方法制备石墨烯的反应机理。我们研究了获得的石墨烯对重金属离子铅、镉的吸附性能,考察了溶液的酸度值(最佳pH值)、接触时间(反应动力学)、金属离子初始浓度(最大吸附量)对吸附平衡的影响。通过这些实验,可以获得石墨烯吸附铅离子和镉离子的最佳吸附条件。采用超声辅助吸附的方法,石墨烯对Pb(Ⅱ)的最大吸附量可达到621 mg/g (pH=5.5);对Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达到134.4 mg/g (pH=6.2),这远远好于传统振荡的方法得出的结果。另外,我们用高纯石墨棒做电极,通过电解硫酸水溶液和磷酸水溶液的方法,分别制备了两种碳材料CS和CP,并研究了这两种碳材料对重金属Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)离子的吸附性能。
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