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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

环保吸附技术是净化污水中的有机污染物的重要途径。已经成为环境学领域里的一个重要课题。工业污水中含有的有机污染物，特别是染料制造业和纺织业中的染料等有机污染物，这些工业产生的大量废水中包括了有毒和致癌的染料，会对环境造成威胁。因此，我们拟设计一个有序的石墨烯组装，多孔石墨烯材料成为环境吸附材料，这就需要对我们石墨烯进行化学改性，通过提高石墨稀复合物的吸附性能或者通过引入新的的官能团，让石墨烯具有新的化学性质。石墨烯及其衍生物作为新型碳纳米材料，在改善聚合物水凝胶的力学强度上，研究出的石墨烯基水凝胶有良好的吸水性，缓释能力，在污水处理和染料吸附上有着广泛的应用。

国内外研究现状

石墨烯是近年来备受关注的明星材料, 具有独特的结构和性质。 结构上, 石墨烯可以视为是单层的石墨， 由sp2 杂化的碳原子组成六元环是其基本结构单元。石墨烯也被视作构筑其他 sp2 碳材料的基础, 如富勒烯、碳纳米管(cnts)和石墨。石墨烯的独特结构使得它具有很多奇特的性能与应用，在很多领域已经展示了巨大的潜力.。研究表明石墨烯在电子、能源、先进材料、催化、生物医学以及环境科学等相关领域有重大的应用价值。例如, 石墨烯具有优良的电学性能, 可以用于场效应管、集成电路、透明导电薄膜、柔性锂电池等。 石墨烯力学性能优越, 其强度是钢的 100 倍以上, 可以用于制造轻质的高强度材料。 石墨烯具有光电转换性能, 已经被用于制造光电转换装置,如太阳能电池和显示器。石墨烯材料具有良好的生物相容性, 可以用于药物载带、活体成像、生化分析以及生物组织工程等。商业化的生产石墨烯产品研发也已经受到业界的重视。

在这诸多应用中, 石墨烯在污水处理中的应用是最有可能实现产业化的石墨烯技术之一。石墨烯以及它的衍生物有许多作为吸附材料的天然优势。 首先, 石墨烯是单层的结构, 所有的原子都是表面原子, 因而石墨烯具有极大的比表面积。 石墨烯的有效吸附表面甚至要比 cnts 的还要高, 这是因为污染物很难扩散进入 cnts 的内表面。其次, 与传统的吸附剂相比, 污染物在石墨烯吸附材料上的吸附有着较快的吸附动力学。石墨烯吸附材料的孔状结构使得污染物具有更高的扩散速率, 并直接导致更高的吸附速率。再者, 相较其他高效吸附材料, 石墨烯吸附材料的生产成本更低。最后, 石墨烯吸附材料能同时处理多种污染物. 石墨烯吸附材料处理重金属、染料、小分子有机污染物和油污等都有较高的吸附量。如前所述, 石墨烯吸附剂的优势已经得到证实和广泛认可。为了适应不同的需求, 石墨烯吸附材料的官能化是重要途径。污染物在石墨烯上的吸附行为和影响因素也已经被逐渐揭示. 这些激动人心的研究成果正激励着更多石墨烯吸附材料的研究。

2. 研究的基本内容

以石墨为原料，通过改进的Hummers制备出氧化石墨烯，利用羟甲基丙烯酰胺和六氟异丙醇对其改性，增强其稳定性。

再以水合肼为还原剂，采用一步水热法还原，制备出改性石墨烯海绵材料（MAHF-GS），并用来对亚甲基蓝进行吸附实验，研究它的吸附机理。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.实验原理

以石墨为原料，通过改进的hummers制备出氧化石墨烯，利用羟甲基丙烯酰胺和六氟异丙醇对其改性，增强其稳定性。再以水合肼为还原剂，采用一步水热法还原，制备出改性石墨烯海绵材料（mahf-gs），并用来对亚甲基蓝进行吸附实验，研究它的吸附机理。

主要实验步骤如下：

4. 参考文献

[1]武里鹏,刘淑娟,张伟强,孙蕾,马建国.新型三维立体结构氧化石墨烯材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附[j].功能材料,2015,46(16):16074-16078.

[2]吴艳,罗汉金,王侯,张子龙,王灿,王雨微.改性石墨烯对水中亚甲基蓝的吸附性能研究[j].环境科学,2013,34(11):4333-4340.

[3]王子涛,肖长发,赵健,胡霄,徐乃库.还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵的制备与吸附性能[j].高等学校化学学报,2014,35(11):2410-2417.