石墨烯復合材料的制備及對環境污染物的吸附性能研究

焦晶晶，何麗君，崔文航，劉建平，鄭利梅

(河南工業大學 化學化工與環境學院，河南 鄭州 450001)

綜 述

石墨烯復合材料的制備及對環境污染物的吸附性能研究

焦晶晶，何麗君*，崔文航，劉建平，鄭利梅

(河南工業大學 化學化工與環境學院，河南 鄭州 450001)

石墨烯(Graphene,G)是由類似苯環結構組成的蜂窩狀二維晶形結構，具有大的比表面積和共軛體系，是一種優良的吸附劑。但G化學穩定性極好，幾乎不溶解；另外，層與層之間強大的π-π共軛作用，致使其易在水或有機溶劑中發生聚集，不利于其本身特性的展現。將G與其它材料復合，不僅可以改善G的分散性，而且可以賦予復合材料一些新的特性。該文綜述了近年G復合材料的制備方法及其作為吸附劑在吸附環境污染物中的研究進展，對吸附機理進行了簡述，并對G復合材料作為吸附劑的發展趨勢進行了展望。

石墨烯復合材料；吸附劑；制備；環境污染物；綜述

近年，環境污染事件屢見不鮮，引起了越來越多的關注。在各類污染物中，農藥、多環芳烴、有機合成染料、重金屬離子等最為常見。由于使用不當或者工業廢水的不合理排放，這些污染物積聚于地表水、湖水，甚至是地下水，對人類的生存環境構成了極大威脅，有效去除這些環境污染物已成為相關學科的研究熱點[1-2]。

由于操作簡便、快捷、環保等特點，吸附是目前去除及萃取環境污染物的有效方法。常用的吸附劑主要有活性炭、樹脂、多孔材料、沸石以及生物高分子聚合物[3-4]等，但這些吸附劑存在吸附容量小、吸附效率低等缺點。開發新型且具有高效萃取或吸附能力的吸附材料是去除環境污染物的關鍵。石墨烯(Graphene,G)是一種新型的碳納米材料，具有大的比表面積，且片層表面及邊緣均具有大的π-π共軛體系、吸附位點多，可與含有芳環結構或帶有π電子基團的化合物產生強的π-π作用，常作為吸附劑萃取吸附環境中的污染物[5-11]。由于G存在易團聚的缺點，因而將一些功能分子通過共價或非共價作用與G復合成為目前研究的熱點，形成的復合物不僅能避免單獨G分散性差、易團聚的缺陷，而且在保留G本身優良吸附性能的同時，兼具了其它功能分子的特性。本文綜述了G復合材料的制備及其在萃取吸附環境污染物方面的研究進展，對其吸附機理進行了簡述，并對G復合材料作為吸附劑的發展趨勢進行了展望。

1 石墨烯復合材料的制備

G的主體結構為穩定的六元環，可通過對其功能化改性得到復合材料，以增強對環境復雜污染物的選擇性去除能力。根據功能分子與G間的結合方式，主要通過非共價作用和共價作用兩種方式進行功能化。

1.1 非共價作用改性

非共價作用改性G主要是基于分子間作用力(如π-π作用和氫鍵作用)或者靜電作用等非共價作用力，使功能分子負載于G表面。非共價作用改性在不破壞G內部結構的前提下降低了片層間的相互作用力，在提高分散性的同時，保留了其本身的特性。因此，非共價作用改性是目前合成G復合材料的一種非常有效的方法[12]。目前，主要通過靜電作用和π-π作用兩種非共價作用對其進行改性。

1.1.1靜電作用異性電荷間的靜電引力是有效改善G分散性能的一種方法。Wang研究小組[13]利用聚合賴氨酸在中性條件下帶正電荷，與G表面殘留帶負電荷的羧基產生靜電引力，制備出能夠穩定分散于水溶液中的聚合賴氨酸-G復合物。聚合離子液體是一種帶豐富正電荷的聚電解質，本課題組[14]根據聚合離子液體與GO表面負電荷之間的靜電引力，經聚合和還原反應，合成了聚(1-乙烯基-3-己基咪唑溴鹽)-G復合材料，其合成示意圖如圖1。劉建華等[15]通過靜電自組裝的方法，合成了Fe(OH)3/GO中間物，經過水熱反應，獲得了具有三維多孔網絡結構的Fe3O4-G復合材料，這種結構不僅能有效阻止G片層間的團聚，而且有利于改善G的分散性能。

圖1 聚(1-乙烯基-3-己基咪唑溴鹽)-石墨烯的合成示意圖[14]Fig.1 Synthesis scheme of poly(1-vinyl-3-hexylimidazolium bromide)-graphene[14]

1.1.2 π-π作用由于G本身具有超大共軛體系，因此能與同樣具有π-π結構的有機物產生很強的π-π相互作用，這也是非共價改性G的一種常見方法。Liu研究小組[16]利用π-π相互作用將芘封端的聚(N-異丙基丙烯酰胺)接枝到G表面，得到的聚(N-異丙基丙烯酰胺)-G復合材料對溫度敏感，在水溶液中可穩定存在，其合成示意圖如圖2。Liu等[17]利用低聚乙二醇丙烯酸酯與G之間的π-π相互作用制得了低聚乙二醇丙烯酸酯-G復合材料，低聚乙二醇丙烯酸酯是熱敏共聚物，可通過調整溫度使其穩定溶于水溶液中。

圖2 芘封端的聚(N-異丙基丙烯酰胺)-石墨烯的合成原理圖[16]Fig.2 Synthesis scheme of pyrene-terminated poly(N-isopropyl acrylamide)-G[16]

1.2 共價作用改性

共價作用改性G的本質是使功能分子與G之間通過化學鍵相結合。目前，對G的共價作用改性主要是以氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)為突破口，GO為G的類似物，但表面含有豐富的羧基、羥基以及環氧基等活性官能團[18]，可以通過親核取代反應、氧化還原反應、縮合反應、加成反應和聚合反應等，將不同功能分子接枝到GO表面，以提高其作為吸附劑的吸附能力。相較于非共價作用改性G，共價作用改性G由于化學鍵更穩定、不易斷裂，因此應用非常廣泛。根據功能化分子種類的不同，G的共價作用改性主要有無機物功能化、小分子有機物功能化、線型聚合物功能化和超支化聚合物功能化。

1.2.1無機物功能化Liu研究小組[19]利用GO上的羧基與氨基化硅膠上的氨基之間可以發生酰胺縮合反應，同時用水合肼還原GO，制得了GO@SiO2和G@SiO2兩種復合材料，SiO2能有效改善G的團聚，提高G在有機溶劑中的分散性能。由于裸露的Fe3O4易被氧化，Wang研究小組[20]先合成了Fe3O4磁性微球，再利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷化試劑與GO上羧基間的偶聯作用，制得Fe3O4@SiO2-GO，經水合肼還原為Fe3O4@SiO2-G復合材料。

1.2.2小分子有機物功能化小分子有機物功能化G，通常是借助GO上的環氧基、羧基和羥基與有機小分子發生化學反應進行。Kuila等[21]利用十八烷基胺上的孤對電子進攻GO上的活性位點環氧基，經親核取代反應，將十八烷基胺共價鍵合到GO上，得到的復合材料在有機溶劑中分散良好，其合成過程示意圖如圖3所示。Chen課題組[22]利用3-氨丙基三乙氧基硅烷和對氨基苯硫酚與GO表面的環氧基之間的開環反應制備出的硫醇基、氨基功能化的GO復合材料在水中的分散性較好。Yang研究小組[23]首先利用二氯亞砜與GO中的羧基發生酰氯反應，將酰氯基團引入GO中，之后與炔丙醇發生酯化反應，制得了含有炔基活性基團的G復合材料。

圖3 十八烷基胺功能化G過程示意圖[22]Fig.3 Synthesis scheme of functionalized graphene with octadecyl amine[22]

1.2.3線型聚合物功能化線型聚合物功能化G可以通過聚合物與G直接復合，或聚合物單體與G表面的碳碳雙鍵發生自由基聚合得到，不同種類聚合物功能化的G復合材料具有不同的物化特性。聚吡咯(Polypyrrole,Ppy)和G均具有大的比表面積，Yao研究小組[24]在超聲條件下合成了G/Fe3O4，通過原位聚合反應制備出G/Fe3O4@Ppy復合材料，由于復合過程中采用超聲處理，使其分散效果良好。Luo等[25]將不同質量的乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基甲酰胺、聚乙二醇、偶氮二異丁腈與G預混合，利用原位聚合反應合成了聚二甲基丙烯酸乙二醇酯-G復合材料。功能化分子上的不飽和雙鍵可與G上的碳碳雙鍵發生環加成反應，Weng等[26]首次將環戊二烯基聚乙二醇甲醚接枝到G表面。改性后的G復合材料在二甲基亞砜、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮等溶劑中的分散性提高，其合成示意圖如圖4。

圖4 石墨烯-環戊二烯基聚乙二醇甲醚的合成示意圖[26]Fig.4 Synthesis scheme of the preparation of G/capped poly(ethylene-glycol) monomethyl[26]

1.2.4超支化聚合物功能化超支化聚合物具有粘度低、溶解度高且不易結晶等特性，能有效改善G的分散性能，已引起越來越多的關注。Xu等[27]將環氧醚接入到GO表面形成超支化聚合醚功能化的GO，得到的G復合材料在二甲基甲酰胺、四氫呋喃等溶劑中有良好的溶解性，其合成過程如圖5所示。Wu課題組[28]利用二胺與GO上的環氧基進行開環或酰胺化反應，使GO上有更多的活性位點，再利用3,5-二氨基苯甲酸作為單體與GO發生聚合反應，經N-甲基吡咯烷酮還原，得到了超支化聚胺酯-G復合材料，能穩定分散于二甲基甲酰胺中。

圖5 超支化聚合醚-石墨烯的合成示意圖[27]Fig.5 Synthesis scheme of polyether hyperbranched polymers on graphene sheets[27]

表1列出了上述功能化G/GO復合材料的改性方式、改性功能分子及分散性能。

表1 功能化改性石墨烯/氧化石墨烯的制備、改性方式、改性功能分子及分散性能Table 1 Preparation,modified mode,functionalized molecule and dispersive property of functionalized G/GO

2 石墨烯復合材料萃取吸附環境污染物的應用

2.1 對農藥殘留與苯類衍生物的萃取

有機磷、有機氯以及氨基酸甲酯類等殺蟲劑在農業生產活動中的廣泛使用，給生態環境以及人類健康構成了極大威脅。因此，對農藥殘留的測定非常重要。Jiang等[29]將G作為固相萃取(Solid phase extraction，SPE)吸附劑，并與高效液相色譜(HPLC)聯用，對環境水樣中氯酚進行了萃取，回收率為91.0%～109.4%。然而，當用G作為SPE的萃取填料時，吸附劑不能重復利用。將磁性材料作為吸附劑進行磁性固相萃取(Magnetic solid phase extraction，MSPE)，則能使吸附劑重復使用[30]。Sun研究小組[31]將G負載于磁性納米顆粒上，制備出Fe3O4@SiO2-G，將其作為MSPE的吸附劑，對黃瓜汁和梨汁中的速滅威、甲萘威、抗蚜威和乙霉威進行了萃取。Mehdinia等[32]將聚苯胺固載于改性的磁性G納米顆粒上，制備出G復合材料，對化妝品中的對羥基苯甲酸酯類進行了萃取。Liu研究小組[19]將制備的GO@SiO2和G@SiO2兩種復合材料分別作為正相固相萃取柱和反相固相萃取柱的填料，用于氯酚和羥基多溴二苯醚的分步萃取。表2列出了G復合材料作為吸附劑在農藥殘留及苯類衍生物萃取中的應用。

表2 石墨烯復合材料在農藥殘留及苯類衍生物萃取中的應用Table 2 Application of G composites in extraction of pesticide residues and benzene derivatives

a：SPAN(self-doped polyanilines,摻雜聚苯胺)；b：PEDOT-IL/GNs(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-ionic liquid functionalized graphene nanosheets(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-離子液體功能化石墨烯納米片)；c：SPME(固相微萃取)；d：RDSPE(反相分散固相萃取)

2.2 在有機合成染料吸附中的應用

在印染、造紙、紡織、皮革油漆等工業生產加工過程中，往往產生大量難降解且有毒的有機染料。因G具有大的π-π共軛體系，能對含有π電子或者不飽和基團的染料分子產生強的π-π相互作用，此外，通過對其表面的功能化修飾，使得G復合材料在染料廢水處理方面具有更大的應用潛力。Zhao研究小組[44]利用重氮加成和季銨化反應將聚(1-乙烯基咪唑)固載到G表面，將其作為吸附劑去除水溶液中亞甲基藍，最大吸附量達1 910 mg/g。Wang課題組[45]合成了具有三維網狀多孔性結構的GO/聚乙烯醇/TiO2，該復合材料的熱穩定性良好，且對亞甲基藍和龍膽紫有很強的吸附能力。Cheng等[46]利用殼聚糖和G通過熱處理的方法，將得到的殼聚糖-G復合物作為吸附材料去除水樣中的活性黑，去除率達97.5%。表3列出了G復合材料在有機合成染料吸附中的應用。

表3 石墨烯復合材料在有機合成染料吸附中的應用Table 3 Application of G composites in adsorption of organic dyes

a：N/S-GHs(nitrogenand sulphur co-doped graphene hydrogels，摻雜硫氮的石墨烯水凝膠)；b：GN-CTAB(graphene-cetyltrimethylammonium bromide，石墨烯-十六烷基三甲基溴化銨)；c：PPD(p-phenylenediamine，對二苯胺)；d：PS(polysaccharide，多糖)

2.3 在重金屬離子吸附中的應用

表4 石墨烯復合材料在重金屬離子吸附中的應用Table 4 Application of G composites in adsorption of heavy metal ions

a：Dpy-G(dipyridyl-functionalized graphene，聯吡啶-石墨烯)；b：DMG-C16MIM/MGO(dimethylglyoxime-1-hexadecyl-3-methylimidazolium/magnetic graphene oxide，二甲基乙二肟-1-十六烷基-3-甲基咪唑氯鹽-磁性氧化石墨烯)；c：EDA(ethylenediamine,乙二胺)；d：MCNTs-DETA(multi-walled carbon nanotubes-diethylenetriamine，多壁碳納米管-二亞乙基三胺)；e：PE(plasma spectrometer，等離子光譜儀)；-：no data

3 展 望

本文綜述了G復合材料的制備方法以及在農藥殘留、苯類衍生物、有機合成染料和重金屬離子吸附萃取中的應用。因G本身具有大的比表面積以及片層間強的π-π共軛作用，使得G對一些含有π電子或者不飽和基團的化合物展現了極好的吸附能力，可以廣泛用于萃取吸附環境中的污染物。但G復合材料作為吸附劑存在一些不足：(1)已報道的G復合材料，僅在少數溶劑中分散性較好，需進一步提高G復合材料的分散性，使之不僅適用于極性溶劑如水中目標物的萃取，也適用于弱極性溶劑如二氯乙烷、二甲苯中目標物的萃取。(2)在環境中，污染物種類多且含量較低，目前有關G復合材料僅針對某一種或單一類型分析物，而且，樣品中存在一些大分子基體的影響，如何設計能與目標物產生多重作用機制且能消除基體影響的G復合材料是目前的難點和研究熱點。(3)目前，G復合材料吸附的對象是常規污染物，對一些新型的環境污染物如金屬納米顆粒等的萃取吸附研究很少。

[1] Wang X M，Wang X，Lu M X，Rao H H，Du X Z.J.Instrum.Anal.(王雪梅，王歡，魯沐心，饒紅紅，杜新貞.分析測試學報)，2015,34(12)：1439-1445.

[2] Guo Y T，Li X Y，Gao S Q，Gu H D，Zhang Z E.J.Instrum.Anal.(郭宇彤，李欣悅，高仕謙，顧海東，張占恩.分析測試學報)，2016,35(11)：1384-1389.

[3] Rao M M,Ramana D K,Seshaish K,Wang M C,Chien S W C.J.Hazard.Mater.,2009,166:1006-1013.

[4] Rozas O,Baeza C,Nunez K,Rossner A,Urrutia R,Mansilla H D.Sci.TotalEnviron.,2017,590/591:430-439.

[5] Gupta V K,Agarwal S,Asif M,Fakhri A,Sadeghi N.J.ColloidInterf.Sci.,2017,497:193-200.

[6] Han Q,Wang Z H,Xia J F,Xia L H,Chen S,Zhang X Q,Ding M Y.J.Sep.Sci.,2013,36(21/22):3586-3591.

[7] Zhang G J,Zhou X,Zhang X H,Li Z,Wang C,Wang Z.Chin.Chem.Lett.,2014,25(11):1449-1454.

[8] Sun N,Han Y H,Yan H Y,Song Y X.Anal.Chim.Acta,2014,810:25-31.

[9] Montesinos I，Sfakianaki A，Gallego M，Stalikas C D.J.Sep.Sci.,2015,38(5):836-843.

[10] Wu X L,Meng L X,Wu Y H,Luk Y Y,Ma Y Q,Du Y L.J.Brazil.Chem.Soc.,2015,26(1):131-139.

[11] Wang Y K,Gao S T,Ma J J,Li J C.J.Chin.Chem.Soc.,2012,59(11):1468-1477.

[12] Huang G J,Chen Z G,Li M D,Yang B,Xin M L,Li S P,Yin Z J.ActaChim.Sinica(黃國家，陳志剛，李茂東，楊波，辛明亮，李仕平，尹宗杰.化學學報)，2016，74：789-799.

[13] Wang J,Zhao Y,Ma F X,Wang K,Wang K,Wang F B,Xia X H.J.Mater.Chem.B,2013,1(10):1406-1413.

[14] Xu X X，He L J，Cai T P，You L Q，Xiang G Q，Zhao W J，Jiang X M.Chin.J.Anal.Chem.(許新新，何麗君，蔡天培，游麗琴，向國強，趙文杰，江秀明.分析化學)，2015，43(6)：829-835.

[15] Liu J H，Liu B H，Li Z P.ActaPhys.-Chim.Sin.(劉建華，劉賓虹，李洲鵬.物理化學學報)，2014，30(9)：1650-1658.

[16] Liu J Q,Yang W R,Tao L，Li D,Boyer C,Davis T P.J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.,2010,48(2):425-433.

[17] Liu J Q.Aust.J.Chem.,2011,64(10):1414.

[18] Huang X，Yin Z Y，Wu S X，Qi X Y，He Q Y，Zhang Q C，Yan Q Y，Boey F，Zhang H.Small,2011,7(14):1876-1902.

[19] Liu Q,Shi J B,Sun J T,Wang T,Zeng L X,Jiang G.Angew.Chem.,2011,123:6035.

[20] Wang W，Ma R Y，Wu Q H，Wang C，Wang Z.Talanta,2013,109:133-144.

[21] Kuila T,Khanra P,Mishra A K,Kim N H,Lee J H.Polym.Test.,2013,31:282-289.

[22] Chen D,Zhang H N,Yang K,Wang H Y.J.Hazard.Mater.,2016,310:179-187.

[23] Yang H,Kwon Y,Kwon T,Lee H,Kim B J.Small,2012,8(20):3161-3168.

[24] Yao W,Ni T,Chen S J,Li H,Yun L.Compos.Sci.Technol.,2014,99:15-22.

[25] Luo Y B,Cheng J S,Ma Q,Feng Y Q,Li J H.Anal.Methods,2011,3(1):92-98.

[26] Yuan J C,Chen G H,Weng W G,Xu Y Z.J.Mater.Chem.,2012,22(16):7929-7936.

[27] Xu Q H,Gong Y W,Fang Y,Jiang G H,Wang Y,Sun X K,Wang R J.Bull.Mater.Sci.,2012，35(5):795-800.

[28] Wu C,Huang X Y,Wang G L,Wu X F,Yang K,Li S T,Jiang P K.J.Mater.Chem.,2012,22(14):7010-7019.

[29] Liu Q，Shi J B，Zeng L X，Wang T，Cai Y Q，Jiang G B.J.Chromatogr.A,2011,1218:197-204.

[30] Zheng X Y,He L J,Duan Y J,Jiang X M,Xiang G Q,Zhao W J,Zhang S S.J.Chromatogr.A,2014,1358:39-45.

[31] Sun M,Ma X X,Wang J T,Wang W N,Wu Q H,Wang C,Wang Z.J.Sep.Sci.,2013,36(8):1478-1485.

[32] Mehdinia A,Esfandiarnejad R,Jabbari A.J.Sep.Sci.,2015,38(1):141-147.

[33] Wu M,Wang L Y,Zeng B Z,Zhao F Q.J.Chromatogr.A,2014,1364:45-52.

[34] Huang K J,Lu Y J,Li J,Gan T,Liu Y M.Anal.Methods,2014,6(1):194-201.

[35] Wang L,Zang X H,Chang Q Y,Wang C ,Wang Z.Anal.Methods,2014,6(1):253-260.

[36] Li Y Z，Li Z Q，Zhu H L，Wang W P.Chin.J.Anal.Chem.(李亞珍，李兆乾，朱華玲，王衛平.分析化學)，2015,43(12)：1882-1887.

[37] Zhang Y,Zhou H,Zhang Z H,Wu X L,Chen W G,Zhu Y,Fang C F,Zhao Y G.J.Chromatogr.A,2017,1489:29-38.

[38] Xiao R,Zhang X T,Zhang X N,Niu J H,Lu M H,Liu X H,Cai Z W.Talanta,2017,166:262-267.

[39] Hao L,Wang C H,Ma X X,Wu Q H,Wang C,Wang Z.Anal.Methods,2014,6(15):5659-5665.

[40] Guan W B,Li Z N,Zhang H Y,Hong H J,Rebeyev N,Ye Y,Ma Y Q.J.Chromatogr.A,2013,1286:1-8.

[41] Cao X J,Chen J Y,Ye X M,Zhang F F,Shen L X,Mo W M.J.Sep.Sci.,2013,36(21/22):3579-3585.

[42] Liu L,Feng T,Wang C,Wu Q H,Wang Z.Microchim.Acta,2014,181(11/12):1249-1255.

[43] Han Q,Wang Z H,Xia J F,Chen S,Zhang X Q,Ding M Y.Talanta,2012,101:388-395.

[44] Zhao W F,Tang Y S,Xi J,Kong J.Appl.Surf.Sci.,2015,326:276-284.

[45] Wang M H,Cai L F,Jin Q X,Zhang H Z,Fang S M,Qu X W,Zhang Z H,Zhang Q X.Sep.Purif.Technol.,2017,172:217-226.

[46] Cheng J S,Du J,Zhu W J.Carbohyd.Polym.,2012,88(1):61-67.

[47] Shi Y C,Wang A J,Wu X L,Chen J R,Feng J J.J.ColloidInterf.Sci.,2016,484:254-262.

[48] Yusuf M,Khan M A,Otero M,Abdullah E C,Hosomi M,Terada A,Riya S.J.ColloidInterf.Sci.,2017,493:51-61.

[49] Wu Z L,Liu F,Li C K,Chen X Q,Yu J G.Colloid.SurfaceA,2016,509:65-72.

[50] Lü S S，Wei J，Jiang F，Wang S.Chin.J.Appl.Chem.(呂莎莎，危晶，江峰，王邃.應用化學)，2013，30(10)：1215-1221.

[51] Zhai H Y,Huang L,Chen Z G,Su Z H,Yuan K S,Liang G H,Pan Y F.FoodChem.,2017,214:664-669.

[52] Qi Y C,Yang M L,Xu W H,He S,Men Y.J.ColloidInterfaceSci.,2017,486:84-96.

[53] Namvari M,Namazi H.Int.J.Environ.Sci.Technol.,2014,11(6):1527-1536.

[54] Madadrang C J,Kim H Y,Gao G H,Wang N,Zhu J,Feng H,Gorring M,Kasner M L,Hou S F.ACSAppl.Mater.Interf.,2012,43(1):1186-1193.

[55] Sitko R,Turek E,Zawisza B,Malicka E,Talik E,Heimann J,Gagor A,Feist B,Wrzalik R.DaltonTrans.,2013,42(16):5682-5689.

[56] Li L,Fan L,Sun M.Colloid.SurfaceB,2013,107(7):76-83.

[57] Hao L Y,Song H J,Zhang L C,Wan X Y,Tang Y R,Lv Y.J.ColloidInterfaceSci.,2012,369:381-387.

[58] Gu X W,Lü X J,Jia Q,Zhou W H,Liu Y L.Chin.J.Anal.Chem.(谷曉穩，呂學舉，賈瓊，周偉紅,劉云凌.分析化學)，2013，41(3)：417-421.

[59] Karimi M,Aboufazeli F,Zhad H,Sadeghi O,Najafi E.FoodAnal.Methods,2014,7(3):669-675.

[60] Sitko R,Zawisza B,Talik E,Janik P,Osoba G,Feist B,Malick E.Anal.Chim.Acta,2014,834:22-29.

[61] Aghagoli M J,Shemirani F.Microchim.Acta,2017,184(1):237-244.

[62] Khayatian G,Jodan M,Hassanpoor S,Mohebbi S.J.Iran.Chem.Soc.,2016,13(5):831-839.

[63] Aliyari E,Alvand M,Shemirani F.RSCAdv.,2016,6(69):64193-64202.

[64] Zawisza B,Baranik A,Malicka E,Talik E,Sitko R.Microchim.Acta,2016,183(1):231-240.

[65] Zhu X B,Cui Y M,Chang X J,Wang H.Talanta,2016,146:358-363.

[66] Sun J P,Liang Q L,Han Q,Zhang X Q,Ding M Y.Talanta,2015,132:557-563.

Preparation of Graphene Composites as Absorbents and Their Adsorption Properties for Environmental Pollutants

JIAO Jing-jing，HE Li-jun*，CUI Wen-hang，LIU Jian-ping,ZHENG Li-mei

(School of Chemistry,Chemical Engineering and Environment,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China)

Graphene(G) is an efficient adsorbent in many fields,which composes of a two-dimensional monolayer with a honeycomb-like aromatic structure.It possesses a great specific surface area and a huge π-π conjugated system.However,the stable chemical property,indissolubility with solvents and the strong π-π interaction between the layers,lead to the irreversible agglomerates of G in aqueous solution and restrict its further application.G could be composited with some other materials such as polypyrrole,polymeric ionic liquids,Fe3O4@SiO2,etc.G composites could not only improve the dispersion of G in solution,but also give some novel characteristics to the composites.In this paper,the preparation of G composites by chemical or physical methods was summarized.The adsorption performances of G composites as adsorbents for environmental pollutants including pesticide residues,benzene derivatives,organic dyes and heavy metal ions was reviewed.Besides,the future development trends of G composites as adsorbents were also discussed.

graphene composite;adsorbent;preparation;environmental pollutants；review

O647.32；TB332

：A

：1004-4957(2017)09-1159-08

2017-03-13；

：2017-06-03

國家自然科學基金項目(21577031,20905020)

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：何麗君，博士，教授，研究方向：新型基質在色譜及相關技術中的應用，Tel:0371-67756718,E-mail:lijunhe@haut.edu.cn

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.09.019