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石墨烯具有化学稳定性好和比表面积大等特点,成为吸附应用方面的研究热点。而水溶性的壳聚糖季铵盐呈阳离子,能通过静电作用吸附废水中的污染物。因此,本文结合石墨烯和壳聚糖季铵盐两者的优势,通过非共价静电作用制备壳聚糖季铵盐改性的石墨烯(HACC-RGO),希望提高石墨烯在水溶液中的分散性、稳定性,以及赋予石墨烯更好的吸附性能。首先,壳聚糖季铵盐(HACC)通过静电作用与氧化石墨烯(GO)结合,然后利用水合肼还原得到HACC改性的石墨烯(HACC-RGO)。采用红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜对HACC-RGO进行结构和形貌的表征,热重测试分析改性剂HACC在HACC-RGO中的实际含量,Zeta电位分析仪对比不同改性石墨烯的Zeta电位值,并通过动态光散射粒径仪研究HACC-RGO在不同pH值溶剂中的分散性及粒径大小。结果表明,HACC成功结合到石墨烯表面上并插入石墨烯片层间,HACC-RGO中HACC的含量随着HACC用量的增大而增加,Zeta电位值也随之增加,而相应HACC-RGO的粒径减小。得到的HACC-RGO在pH为2-9的水溶液中均能稳定分散。通过循环伏安法研究HACC-RGO的电化学性能,结果表明HACC-RGO具有较好的导电性。然后,通过紫外可见分光光度法研究HACC-RGO粉末对甲基橙溶液的吸附效果,探讨吸附时间、pH、温度和吸附剂用量等因素对HACC-RGO吸附甲基橙的影响。结果表明,HACC-RGO对甲基橙的吸附率远高于RGO和HACC对甲基橙的吸附率。HACC-RGO吸附甲基橙8h可以达到平衡状态,升高温度有利于对甲基橙的吸附。HACC-RGO对甲基橙的吸附遵从准二级动力学吸附模型,吸附速率主要受颗粒表面扩散速度的影响,吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型,主要为物理吸附。最后,基于HACC-RGO通过超声分散在乙酸(0.2mol/L)溶液中的特点,通过微流控技术制备HACC-RGO/壳聚糖(CS)小球。采用X射线衍射、三维视频显微镜、热重分析和扫描电镜对HACC-RGO/CS小球进行结构和形貌的表征,HACC-RGO/CS小球为规则的球形,其中改性石墨烯实际含量与理论值接近。研究了HACC-RGO/CS小球和CS小球对甲基橙的吸附效果,结果表明HACC-RGO小球对甲基橙的吸附率为91.89%,在水和2wt%NaOH溶液中对甲基橙的解吸率分别为11.32%和87%。