引用本文:刘富晨，陶玉仑，孙宇，等. 聚苯胺@膨胀石墨复合材料的吸附性能研究[J]. 化学试剂，2024，46（12）:71-75.
背景介绍
文章亮点
1. 使用原位聚合法将聚苯胺与另一种多孔材料膨胀石墨进行复合，制备了一种纳米纤维材料；
2. 制备的复合材料对刚果红以及亚甲基蓝两种染料有着较好的吸附效果，对刚果红的吸附量达到150 mg/g，对亚甲基蓝的吸附量达到120 mg/g；
3. 染料的去除率达到95 %以上；吸附过程符合准二级动力学，相关系数达到0.99，表明吸附过程属于化学吸附。
内容介绍
1 实验部分
配制50 mg/L的刚果红、30 mg/L的亚甲基蓝，通过稀释，得到一系列浓度梯度的染料溶液。绘制浓度与吸光度关系得到标准曲线如图1所示。
2 结果与讨论
2.2 X射线衍射图
图4为4种酸掺杂的PANI/GIC复合材料的扫描电镜图片。从图中可以看出合成的复合材料呈现出棒状[7-9]，纳米纤维棒长度在1～2 μm之间。这种特殊的结构可以提升其表面积。增大染料分子与聚苯胺的接触面积，提升吸附效果。
图5、6为随着吸附剂质量提升，4种酸掺杂的PANI@GIC复合材料对刚果红和亚甲基蓝的去除率以及吸附量变化情况。当吸附剂质量较低时，吸附剂表面吸附位点数目较少，因此吸附效率较低。然而吸附位点利用效率较高，因此吸附量高。
图7、8为随着吸附环境温度的提升，4种酸掺杂的PANI@GIC复合材料对刚果红和亚甲基蓝的去除率以及吸附量变化情况。对于刚果红的吸附，随着温度从20 ℃提升到60 ℃，去除率以及吸附量逐渐提升。
图9、10为随着pH值变化，4种酸掺杂的PANI@GIC复合材料对刚果红和亚甲基蓝的去除率以及吸附量变化情况。
图11、12为时间对4种酸掺杂的PANI@GIC复合材料刚果红和亚甲基蓝吸附量的影响。5～20 min时，吸附剂对刚果红和亚甲基蓝的吸附速率较快，这是由于吸附初期吸附剂的吸附位点较多[17]。20～30 min时，吸附逐渐趋于饱和，吸附速率降低最终保持稳定。
3 结论
本文使用原位聚合法成功制备了4种酸掺杂的PANI@GIC复合材料。研究了吸附剂质量、温度等因素对吸附量以及吸附效果的影响。结果表明，在考虑实际应用的情况下，25 mg AC-PANI@GIC吸附在60 ℃、pH9时对刚果红吸附效果最好。25 mg AC-PANI@GIC吸附在40 ℃、pH=11时对亚甲基蓝吸附效果最好。吸附过程满足准二级动力学曲线，表明吸附过程以化学吸附为主。制备的复合材料吸附剂对于有色染料有很强的吸附效果，在最适条件下对刚果红的去除率达到90 %，对亚甲基蓝的去除率达到95 %。有一定的应用前景。
