【摘要】：通過硅烷化反應(yīng)在氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)表面嫁接螯合官能團(tuán)N-(三甲氧基硅丙烷)乙二胺三酸(EDTA-Si),得到改性氧化石墨烯(GO-EDTA),采用分子動力學(xué)模擬在分子水平上研究了Pb~(2+)在GO-EDTA表面的動態(tài)吸附分布、構(gòu)象及動力學(xué)性質(zhì),比較了Pb~(2+)和單價(jià)Na~+離子在氧化石墨烯上的吸附行為,模擬了GO-EDTA與Ca~(2+)相互作用,與Pb~(2+)的吸附行為進(jìn)行了對比.模擬結(jié)果表明,Pb~(2+)和Na~+的吸附位點(diǎn)是GO-EDTA體系中的羧基,而非氧化石墨烯表面的羥基;Pb~(2+)和Na~+與羧基的吸附構(gòu)象不同,前者吸附構(gòu)象以摩爾比2∶1為主,即兩個(gè)羧基對一個(gè)Pb~(2+)離子,而后者更多傾向于摩爾比1∶1的吸附模式,即一個(gè)羧基對一個(gè)Na~+離子;Pb~(2+)離子相對于Ca~(2+)和Na~+離子,形成的COO--Pb~(2+)離子對構(gòu)象越過的能壘最低,但是破壞該離子對構(gòu)象時(shí)能壘較高,表明Pb~(2+)離子在氧化石墨烯膜上表現(xiàn)出良好的吸附性.
[Abstract]:The modified graphene oxide (GO-EDTA) was prepared by grafting the functional group N- (trimethoxysilyl) ethylenediamine triacid (EDTA-Si) onto the surface of graphene oxide (Graphene oxide,GO). The dynamic adsorption distribution, conformation and kinetic properties of Pb~ (2) on the surface of GO-EDTA were studied by molecular dynamics simulation. The adsorption behavior of Pb~ (2) and monovalent Na~ on graphene oxide was compared. The interaction between GO-EDTA and Ca~ (2) was simulated and the adsorption behavior of Pb~ (2) was compared. The results show that the adsorption sites of Pb~ (2) and Na~ are carboxyl groups in GO-EDTA system, not hydroxyl groups on the surface of graphene oxide. The adsorption conformation of Pb~ (2) and Na~ is different from that of carboxyl group. In the former, the molar ratio is 2:1, that is, two carboxyl groups have a Pb~ (2) ion, while the latter is more inclined to the adsorption mode of molar ratio 1:1. That is, one carboxyl group to one Na~ ion; Compared with Ca~ (2) and Na~ ions, Pb~ (2) ion has the lowest barrier over the conformation of COO--Pb~ (2) ion, but the barrier is higher when the ion pair conformation is destroyed. It is shown that Pb~ (2) ions exhibit good adsorption on graphene oxide film.
【作者單位】： 山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院;山東大學(xué)國家膠體材料工程技術(shù)研究中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:21475076) 科技部國際合作專項(xiàng)基金(批準(zhǔn)號:2015DFA50060)資助~~
【分類號】：O647.3

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本文編號：2300037