复合污染条件下重金属与有机污染物在石墨烯纳米材料上的交互吸附/解吸机制研究

项目名称： 复合污染条件下重金属与有机污染物在石墨烯纳米材料上的交互吸附/解吸机制研究

项目编号： No.21277159

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 环境科学、安全科学

项目作者： 裴志国

作者单位： 中国科学院生态环境研究中心

项目金额： 80万元

中文摘要： 近来，人们分别研究了石墨烯纳米材料对重金属和有机污染物在单一体系中的吸附/解吸行为。但是，吸附机理还不清楚且缺乏光谱证据。并且单一体系不能充分反映环境中广泛存在的多种污染物共存的复杂体系。迄今为止，对多种污染物在石墨烯纳米材料上的交互吸附/解吸行为甚少研究。本项目研究重金属与具有不同吸附机理的有机污染物在不同性质石墨烯纳米材料上的交互吸附/解吸作用，并应用多种光谱与波谱手段如红外（FTIR）、核磁（NMR）、X-射线粉末衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、透射电镜（TEM）、X-射线吸收光谱（XAS）等表征石墨烯纳米材料的性质，揭示反应位点，在分子水平上阐明重金属和有机污染物交互吸附/解吸的机理，推动分子环境科学的进步。

中文关键词： 石墨烯纳米材料；重金属；有机污染物；吸附；降解

英文摘要： Recently, the sorption-desorption of heavy metals or organic contaminants on graphene-based materials has been studied separately. However, sorption mechanisms and sorbed species of contaminants on graphene-based materials are unclear and lack of spectroscopic evidences. Furthermore, in natural environment, heavy metals and organic contaminants may coexist. Knowledge of single-solute system does not represent the real environmental system where multi-pollutants coexist. To date, little information is available regarding the effect of heavy metals on the sorption of organic contaminants onto graphene-based materials and vice versa. In this study, we study the effect of heavy metals on the sorption/desorption of organic contaminants on different graphene-based materials and vise versa using batch experiments, Fourier transform infrared spectroscopic (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray diffraction spectroscopic (XRD), atomic force microscopy (AFM), transmission electroscopy microscopy (TEM) or X-ray absorption spectroscopic (XAS) technologies, etc. We hope to reveal the mutual sorption/desorption mechanisms of heavy metals and organic contaminants on graphene-based materials at molecular environmental science level.

英文关键词： graphene-based nanomaterial；heavy metal；organic pollutant；adsorption；degradation