以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为原料，经冻干后进行交联，制备了一系列不同前驱体质量比的复合气凝胶，该方法有利于提高气凝胶的吸附性能。采用复合气凝胶吸附水中的甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)，制备的复合气凝胶时选择GO:CS= 1:2 (w/w)为吸附性能和力学性能的最佳条件。MO和MB在25℃下的最大吸附量分别为543.4和110.9 mg/g。重点考察了pH对MO和MB在单体系、二元体系中的吸附影响。气凝胶对单一染料的吸附具有pH响应特性，在低pH条件下吸附MO，在高pH条件下吸附MB。在二元体系中，pH响应特性保持不变，在低初始染料浓度下可选择性吸附。在较高的初始浓度下，MB和MO可以同时被有效去除，pH范围为3 ~ 11。 
 
图1. GCA的形成机制。 
 
图2. (a)用不同的GO:CS质量比制备的CS、GO和GCA去除MO，(b)压缩测试的光学图像和(c)GO:CS= 1:2和1:3 (w/w)，制备的GCA在最大应变为30%时的压缩应变-应力曲线以及(d)MB的去除。 
 
图3. (a, b)GCA的SEM图像， (c)GO和GCA的氮吸附-脱附等温线， (d) FTIR光谱和(e)GO、CS和GCA的和TGA曲线， (f)GCA在一系列pH值时的溶胀性能。
  
图4. 吸附时间对MO吸附的影响: (a)拟合伪一阶/伪二阶模型和(b)粒子内扩散模型， (c)MO和(d)MB在不同温度下的吸附等温线，(c, d插图)拟合范特荷夫等温方程。 
 
图5. (a)NaCl、(b)CaCl₂和(c)SDS对MO吸附量的影响及(d) NaCl、CaCl₂和SDS存在时MO在不同C_i下的相对定量q_e (e)GCA的可重用性。 
 
图6. 在(a-c)高和(d-f)低初始浓度时，pH对单MB、单MO及MB/MO混合物吸附的影响。 
 
图7. 二元MB/MO体系中吸附的合理吸附机理。

     相关研究成果由大连海事大学环境科学与工程学院Yawei Shi等人于2022年发表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.128595)上。原文：Graphene oxide-chitosan composite aerogel for adsorption of methyl orange and methylene blue: Effect of pH in single and binary systems。

转自《石墨烯研究》公众号