石墨/钒氧化物的制备、表征及其对亚甲基蓝的吸附性能

摘要

以V2O5为原料，石墨粉为还原剂，采用碳热还原法制备石墨/钒氧化物复合材料。以亚甲基蓝为模拟污染物，系统评价了不同还原工艺条件下所制备样品的吸附性能，并选定在还原温度为650℃、还原时间为60 min和石墨配比为18.03%的还原条件下所制备的样品进行表征和作为目标吸附剂。采用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱、透射电镜和微孔分析对目标吸附剂的微观结构和形貌进行表征和分析。表征结果表明，样品的物相由石墨、VO2和少量V6O13组成，且钒氧化物呈块状、条状和辐射状分散在片层石墨表面；样品颗粒尺寸从几微米到数十微米不等，BET比表面积和孔体积分别为6.84 m~2/g和0.02 cm~3/g，且绝大部分孔径分布在介孔和大孔区间。吸附实验结果表明，在pH值为3～8的范围内石墨/钒氧化物对亚甲基蓝均有较好的吸附性能，平衡吸附量均在200 mg/g以上；吸附过程符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。