還原氧化石墨烯基三聚氰胺海綿的 制備與吸附性能（4）

王子濤,肖長發,趙 健,胡 霄,徐乃庫 (天津工業大學,改性與功能纖維天津市重點實驗室,天津300387)

2.3 接觸角分析 從圖3可以看出,油品接觸三聚氰胺海綿表面后被立即吸收,表明RGOME具有超親油性;RGOME對水的接觸角θ為131°,顯示出了較強的疏水性.三聚氰胺海綿的多孔網狀結構具有良好的吸附性和親水性[36] (對水的接觸角θ為0°[28]),已作為清潔品而被廣泛使用.還原氧化石墨烯本身對油品具有較大的親和力,對水的吸附能較小,經涂覆后,能與三聚氰胺海綿的納米級微孔構成親油疏水性的粗糙表面結構,將三聚氰胺海綿由親水性表面轉變為疏水性表面,使RGOME對油水混合物具有良好的分離效果

.2.4 吸油性能 2.4.1 RGOME在油品中的吸附率 圖4為RGOME對不同油品吸附量的測試結果.可見,RGOME對Fig.4 AdsorptioncapacityofRGOMEforvarious oilandorganicliquids 常見的各類油品具有良好的吸附性,對甲苯、DMAc、DMSO、三氯乙烯、煤油、泵油、豆油和橄欖油的最大吸附量分別為69.8, 77.9,119.7,127.0,59.3,116.6,77.4和56.3g/g.RGOME能被油品浸潤表面,在三聚氰胺海綿三維網狀開孔結構產生的毛細作用下,實現對油品的大量吸附和容納.由表1可見,與常見的吸油材料如玉米稈、聚丙烯非織造布和高吸油樹脂相比,RGOME具有更高的吸附量,與類似的石墨烯基吸油材料相比,吸附量相近,而且RGOME具有成本低,制作簡便,更易規模化生產等特點. 2.4.2 RGOME在油品中的吸附動力學 準一級吸附動力學方程中吸附速率受單因子影響;準二級吸附動力學方程中吸附速率受雙因子影響;Bangham方程常用來描述孔道擴散機理.吸附動力學模型包括準一級吸附模型、準二級吸附模型和Bangham孔道擴散模型[40]分別為 Qt=Qe-Qee-K1t(5)Qt= K2Q2et1+K2Q

et (6)Qt=Qe-Qe/eK3z (7) 式中,Qt和Qe分別為t時刻和平衡態時的吸附量;K1為準一級吸附速率常數;K2為準二級吸附速率常數;K3和z為常數. RGOME在甲苯和煤油中的吸附量隨時間變化關系分別如圖5(A)和(B)所示.將圖5中的數據進 行Origin非線性擬合,擬合結果如圖5曲線a~c所示.擬合所得的各模型參數計算結果如表2所示