《石墨烯吸附草甘膦的密度泛函理论研究与分析11000字》

石墨烯吸附草甘膦的密度泛函理论研究与分析摘要：本论文采用密度泛函理论方法详细讨论了纯的石墨烯及Ti、Fe、Al、Ca原子分别掺杂石墨烯吸附草甘膦的机理。通过它们之间的吸附能、差分电荷密度、布局电荷密度、态密度分析发现草甘膦可以被纯的石墨烯及金属原子掺杂石墨烯不同程度的吸附，而纯的石墨烯对草甘膦的吸附作用远不及掺杂石墨烯，其中，草甘膦在Ca掺杂石墨烯表面又有最强相互作用。这是因为草甘膦与纯的石墨烯之间主要形成了-P=O•••π、-COOH•••π和-OH•••π非共价的相互作用，而与掺杂石墨烯之间主要形成了Metal-O“单齿”和O-Metal-O“双齿”共价相互作用。本研究结果旨在通过模拟石墨烯吸附的方法降解草甘膦除草剂，希冀能够为环境保护方面提供理论的指导。关键词：密度泛函理论；石墨烯；掺杂石墨烯；草甘膦；吸附。目录326281前言 130281.1草甘膦介绍 153221.2草甘膦检测、去除方法 1150001.3石墨烯介绍 2261961.4MaterialsStudio软件介绍 3118061.5本研究内容、目的及意义 3200832模拟细节 3154302.1建立模型 393532.2模型参数 6153603结果与讨论 752573.1金属原子掺杂石墨烯的稳定性分析 7161443.2吸附能分析 7123573.3态密度分析 888853.4差分电荷密度分析 10286503.5布居电荷分析 11303784结论 1217282参考文献 131前言1.1草甘膦介绍目前的农业生产中，对于农作物的虫害问题和为了增加农作物的产量，人们常常会使用高浓度的农药以及除草剂。有资料表明，因为农药而防止和挽救的虫草害损失、农业病、植物微生物病占粮食产量的1/3（李明华，王志国，2022）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王赛妮</Author><Year>2007</Year><RecNum>55</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>55</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617193424">55</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王赛妮</author><author>李蕴成</author></authors></contributors><titles><title>我国农药使用现状、影响及对策</title><secondary-title>现代预防医学</secondary-title></titles><periodical><full-title>现代预防医学</full-title></periodical><pages>3853-3855</pages><number>20</number><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]。我国的人口数量众多，是世界上人口最多的国家。其中，有8亿多的人口是生活在农村的，农村的生态环境和众多农村人口的身体状况会受到农药使用现状的影响，农药使用现状影响到我国的经济、社会、生态环境、资源利用、人口等方面的可持续发展（张伟杰，陈晓燕，2023）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>顾宝根</Author><Year>2000</Year><RecNum>24</RecNum><DisplayText>[2]</DisplayText><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">24</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>顾宝根</author></authors></contributors><titles><title>我国生物农药的现状及发展前景</title><secondary-title>农资科技</secondary-title></titles><periodical><full-title>农资科技</full-title></periodical><pages>22-23</pages><number>2</number><dates><year>2000</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]。草甘膦的英文学名为Glyphosate，分子式是C3H8NO5P，含有一个羧基和两个羟基（刘文博，赵丽娟，2021）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>李亚娟</Author><Year>2018</Year><RecNum>27</RecNum><DisplayText>[3]</DisplayText><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">27</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>李亚娟</author></authors></contributors><titles><title>铁基石墨烯修复草甘膦污染水体的性能机理</title></titles><dates><year>2018</year></dates><publisher>沈阳大学</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]。自1974年商业化以来，草甘膦已成为全球主要的除草剂，被普遍使用在农田和非农田杂草的防治（孙志强，周敏慧，2021）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>上海市农业技术推广服务中心</Author><Year>2009</Year><RecNum>33</RecNum><DisplayText>[4]</DisplayText><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">33</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>上海市农业技术推广服务中心</author></authors></contributors><titles><title>农药安全使用手册(精)</title></titles><dates><year>2009</year></dates><publisher>上海科技出版社</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]。由此可以明了自从草甘膦成为一种通用化合物后，其成本大幅降低。然而，随着草甘膦类除草剂的大规模使用，其对动植物的毒性日益受到关注。使用过多的草甘膦，会对人体健康造成危害，使消化道和肝受损、更严重的情况下会损害心血管呼吸系统，甚至危及到生命（吴俊峰，徐莉萍，2022）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>钟玲玲</Author><Year>2013</Year><RecNum>57</RecNum><DisplayText>[5]</DisplayText><record><rec-number>57</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617194187">57</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>钟玲玲</author><author>黄秀娜</author></authors></contributors><titles><title>草甘膦中毒并消化道出血1例抢救及护理</title><secondary-title>基层医学论坛</secondary-title></titles><periodical><full-title>基层医学论坛</full-title></periodical><pages>363-363</pages><number>03</number><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5]。根据这些迹象可以推知与此同时，草甘膦已经被国际癌症研究机构列入了“可能对人类致癌”的范围内，并且流行病学研究发现其具有生殖毒害性、致突变作用、细胞毒性、遗传毒性和发育毒性等（郑建华，黄健雄，2023）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>俞慧</Author><Year>2012</Year><RecNum>38</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>38</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">38</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>俞慧</author><author>江城梅</author><author>赵文红</author></authors></contributors><titles><title>草甘膦毒性作用研究进展</title><secondary-title>蚌埠医学院学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>蚌埠医学院学报</full-title></periodical><pages>743-744</pages><volume>37</volume><number>6</number><keywords><keyword>农药／中毒</keyword><keyword>草甘膦</keyword><keyword>毒性作用</keyword><keyword>综述</keyword></keywords><dates><year>2012</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]。微生物和植物体内的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)的活性受到抑制，所以体内合成芳香族氨基酸会被阻断，进而导致合成蛋白质也会受到抑制作用，进而导致植物死亡（谢东亮，林静娴，2024）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陈世国</Author><Year>2017</Year><RecNum>22</RecNum><DisplayText>[7]</DisplayText><record><rec-number>22</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">22</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>陈世国</author><author>强胜</author><author>毛婵娟</author></authors></contributors><titles><title>草甘膦作用机制和抗性研究进展</title><secondary-title>植物保护</secondary-title></titles><periodical><full-title>植物保护</full-title></periodical><pages>17-24</pages><volume>43</volume><number>2</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]，这就是草甘膦除草剂的作用机制。在普遍的认知中，人们大多认为草甘膦是安全低毒并且性价比高的，除草作用明显，所以草甘膦的需求量在农药市场中呈现稳定增长的趋势。然而从草甘膦更深入的研究中，越来越多的证据表明草甘膦除草剂对生态环境和人类健康存在着潜在和已实现的危害（朱智勇，何锦秀，2020）。显而易见的是草甘膦的高水溶性以及由此产生的在水生系统中的流动性，导致了地表水、地下水和土壤的污染。因此，相关的监管部门需要再次考虑草甘膦的收益权衡和其用于杂草的风险分析，有必要对草甘膦的使用进行更严谨的监控。1.2草甘膦检测、去除方法目前，草甘膦除草剂的检测方法有高效液相色谱法（HPLC）、毛细管电泳法（CE）、气相色谱法（GC）、酶联免疫法（ELISA）、气相色谱-串联质谱法（GC-MS）、液相色谱-串联质谱法（LCMS）、分子印迹传感器法和吸附法等（罗建辉，高玉洁，2019）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>许仁杰</Author><Year>2017</Year><RecNum>37</RecNum><DisplayText>[8]</DisplayText><record><rec-number>37</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">37</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>许仁杰</author><author>蔡春平</author><author>丁立平</author><author>陈丽叶</author><author>方婷</author><author>陈锦权</author></authors></contributors><titles><title>草甘膦除草剂残留检测的研究进展</title><secondary-title>食品工业</secondary-title></titles><periodical><full-title>食品工业</full-title></periodical><pages>197-203</pages><volume>038</volume><number>003</number><keywords><keyword>草甘膦除草剂</keyword><keyword>水滑石</keyword><keyword>前处理</keyword><keyword>检测</keyword><keyword>研究进展</keyword></keywords><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]。质检上常用的检测有机磷农药残留的方法是气相色谱法，草甘膦作为有机磷农药的一种，可以用气相色谱法通过与标液的峰图比较而定量分析其含量。气相色谱法测定草甘膦含量的缺点是耗时长，前处理步骤繁琐（韩宝强，马秀丽，2021）。以现有结果为依据可得出而高效液相色谱法测定水体中草甘膦的方法则是采用离子交换高效液相色谱法分离样品，柱后提取，荧光法检测水中草甘膦，此法准确、灵敏、快速，可用于草甘膦的鉴定和测定。程启明，傅志远等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>刘正才</Author><Year>2015</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText>[9]</DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">31</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>刘正才</author><author>蔡春平</author><author>林永辉</author><author>杨方</author><author>刘素珍</author><author>徐敦明</author><author>潘迎芬</author></authors></contributors><titles><title>分散固相萃取/液相色谱-串联质谱法测定茶叶中草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸的残留量</title><secondary-title>分析测试学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>分析测试学报</full-title></periodical><pages>335-340</pages><volume>34</volume><number>3</number><keywords><keyword>分散固相萃取</keyword><keyword>高效液相色谱-串联质谱法</keyword><keyword>茶叶</keyword><keyword>草甘膦</keyword><keyword>氨甲基膦酸</keyword></keywords><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]创立了分散固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶中草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸残留量的方法。苏博，董丽华等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>冯月超</Author><Year>2014</Year><RecNum>23</RecNum><DisplayText>[10]</DisplayText><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">23</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>冯月超</author><author>马立利</author><author>贾丽</author><author>张春梅</author><author>刘艳</author><author>范筱京</author><author>潘灿平</author></authors></contributors><titles><title>多壁碳纳米管分散固相萃取-液质联用技术测定茶叶中草甘膦、草铵膦、氨甲基膦酸残留量</title><secondary-title>食品安全质量检测学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>食品安全质量检测学报</full-title></periodical><pages><styleface="normal"font="default"size="100%">1147</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">-1154</style></pages><number>4</number><keywords><keyword>液质联用</keyword><keyword>草甘膦</keyword><keyword>草铵膦</keyword><keyword>氨甲基磷酸</keyword><keyword>茶叶</keyword><keyword>多壁碳纳米管</keyword><keyword>分散固相萃取</keyword></keywords><dates><year>2014</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]测定了茶叶中草甘膦、氨甲基膦酸及草铵膦的残留量通过使用多壁碳纳米管分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法。余国强，钟慧琳等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Li</Author><Year>2005</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">7</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Li,Feng</author><author>Wang,Yunfeng</author><author>Yang,Qiaozhen</author><author>Evans,DavidG.</author><author>Forano,Claude</author><author>Duan,Xue</author></authors></contributors><titles><title>Studyonadsorptionofglyphosate(N-phosphonomethylglycine)pesticideonMgAl-layereddoublehydroxidesinaqueoussolution</title><secondary-title>JournalofHazardousMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofHazardousMaterials</full-title></periodical><pages>89-95</pages><volume>125</volume><number>1-3</number><keywords><keyword>Layereddoublehydroxides</keyword><keyword>Glyphosate(N-phosphonomethylglycine</keyword><keyword>Watertreatment</keyword><keyword>Pesticides</keyword><keyword>Environmental</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]采用共沉淀法分别合成MgAl2-CO3-LDH、MgAl2-Cl-LDH和MgAlX-NO3-LDH（x=2、3、4），将其用于水溶液中草甘膦的吸附研究。Chiu等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Chiu</Author><Year>2008</Year><RecNum>58</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>58</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617194972">58</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Chiu,H.Y.</author><author>Lin,Z.Y.</author><author>Tu,H.L.</author><author>Whang,C.W.</author></authors></contributors><titles><title>Analysisofglyphosateandaminomethylphosphonicacidbycapillaryelectrophoresiswithelectrochemiluminescencedetection</title><secondary-title>JournalofChromatographyA</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofChromatographyA</full-title></periodical><pages>195-198</pages><volume>1177</volume><number>1</number><dates><year>2008</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]采用毛细管电泳-电化学发光联用法分析了草甘膦和氨甲基膦酸的含量。目前用于草甘膦去除的方法有化学去除法（化学氧化降解法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Rubí-Juárez</Author><Year>2016</Year><RecNum>63</RecNum><DisplayText>[13]</DisplayText><record><rec-number>63</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618369429">63</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>HRubí-Juárez</author><author>Cotillas,S.</author><author>CSáez</author><author>Ca?Izares,P.</author><author>CBarrera-Díaz</author><author>Rodrigo,M.A.</author></authors></contributors><titles><title>Removalofherbicideglyphosatebyconductive-diamondelectrochemicaloxidation</title><secondary-title>AppliedCatalysisBEnvironmental</secondary-title></titles><periodical><full-title>AppliedCatalysisBEnvironmental</full-title></periodical><pages>305-312</pages><dates><year>2016</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13]、化学沉淀法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Liu</Author><Year>2013</Year><RecNum>64</RecNum><DisplayText>[14]</DisplayText><record><rec-number>64</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618369571">64</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Liu,Y.</author><author>Hua,J.</author><author>Zhang,M.</author><author>Mei,H.</author></authors></contributors><titles><title>GlyphosateWastewaterTreatmentbyCombinedPrecipitationandAdvancedOxidationProcesses</title><secondary-title>AdvancedMaterialsResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>AdvancedMaterialsResearch</full-title></periodical><pages>45-48</pages><volume>746</volume><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]及化学光催化降解法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tang</Author><Year>2021</Year><RecNum>60</RecNum><DisplayText>[15]</DisplayText><record><rec-number>60</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618368547">60</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Tang,Q.Y.</author><author>Yang,M.J.</author><author>Yang,S.Y.</author><author>Xu,Y.H.</author></authors></contributors><titles><title>Enhancedphotocatalyticdegradationofglyphosateover2DCoS/BiOBrheterojunctionsundervisiblelightirradiation</title><secondary-title>JournalofHazardousMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofHazardousMaterials</full-title></periodical><pages>124798</pages><volume>407</volume><dates><year>2021</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]等）、物理去除法（吸附法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>杨庆锋</Author><RecNum>59</RecNum><DisplayText>[16]</DisplayText><record><rec-number>59</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618367096">59</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>杨庆锋</author></authors></contributors><titles><title>Zr-MOF复合吸附剂的合成及其在去除草甘膦残留中的应用</title></titles><dates><year>2018</year></dates><publisher>西北农林科技大学</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]、萃取法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Hiroshi</Author><Year>2020</Year><RecNum>65</RecNum><DisplayText>[17]</DisplayText><record><rec-number>65</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618369820">65</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Hiroshi,N.</author><author>Risa,H.</author><author>Isao,S.</author><author>Kunihiko,N.</author><author>Ritsuko,S.</author><author>Miwa,U.</author><author>Eiji,S.</author><author>Mitsuo,S.</author><author>Michihiro,K.</author><author>Jun,U.</author></authors></contributors><titles><title>Optimizationandvalidationofahighlysensitivemethodfordeterminingglyphosateinhumanurinebysolid-phaseextractionandliquidchromatographywithtandemmassspectrometry:amethodologicalstudy</title><secondary-title>Environmentalhealthandpreventivemedicine</secondary-title></titles><periodical><full-title>Environmentalhealthandpreventivemedicine</full-title></periodical><pages>83</pages><volume>25</volume><number>1</number><dates><year>2020</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17]等）、生物去除法（微生物降解法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Deng</Author><Year>2015</Year><RecNum>61</RecNum><DisplayText>[18]</DisplayText><record><rec-number>61</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618368975">61</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Deng,S.</author><author>Chen,Y.</author><author>Wang,D.</author><author>Shi,T.</author><author>Wu,X.</author><author>Ma,X.</author><author>Li,X.</author><author>Hua,R.</author><author>Tang,X.</author><author>Li,Q.X.</author></authors></contributors><titles><title>RapidbiodegradationoforganophosphoruspesticidesbyStenotrophomonassp.G1</title><secondary-title>Journalofhazardousmaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofHazardousMaterials</full-title></periodical><pages>17-24</pages><volume>297</volume><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]、酶降解法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Su</Author><Year>2017</Year><RecNum>66</RecNum><DisplayText>[19]</DisplayText><record><rec-number>66</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618370387">66</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Su,FuHsiang</author><author>Tabaag,IanDominicFlormata</author><author>Wu,ChihYun</author><author>Tsai,ShenLong</author></authors></contributors><titles><title>Decoratingoutermembranevesicleswithorganophosphorushydrolaseandcellulosebindingdomainfororganophosphatepesticidedegradation</title><secondary-title>ChemicalEngineeringJournal</secondary-title></titles><periodical><full-title>ChemicalEngineeringJournal</full-title></periodical><pages>1-7</pages><volume>308</volume><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19]等）（孔祥瑞，彭雪梅，2021）。其中，本文研究范围内这种情况得到了充分考虑因为吸附技术中的物理吸附法具有过程简便易操作、处理效率高、其去除效果对水体中的多数污染物都适用，且可以被重复使用的优点，因此在环境治理方面通常使用物理吸附法。目前主要使用的吸附材料有传统的吸附剂（碳材料、氧化铝、沸石、硅藻土等）和纳米吸附剂（碳纳米材料、金属有机框架结构MOF等）（姜一鸣，唐晓露，2022）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>杨庆锋</Author><Year>2018</Year><RecNum>59</RecNum><DisplayText>[16]</DisplayText><record><rec-number>59</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618367096">59</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>杨庆锋</author></authors></contributors><titles><title>Zr-MOF复合吸附剂的合成及其在去除草甘膦残留中的应用</title></titles><dates><year>2018</year></dates><publisher>西北农林科技大学</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]。其中使用新型的碳纳米材料吸附剂，比如：碳纳米管和石墨烯等又具合成简单、吸附容量大、高效可再生等受到广泛的关注（曾庆辉，宋雅玲，2023）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Wang</Author><Year>2016</Year><RecNum>67</RecNum><DisplayText>[20]</DisplayText><record><rec-number>67</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618371128">67</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Wang,L.</author><author>Bi,Y.</author><author>Hou,J.</author><author>Li,H.</author><author>Xu,Y.</author><author>Wang,B.</author><author>Ding,H.</author><author>Ding,L.</author></authors></contributors><titles><title>Facile,greenandcleanone-stepsynthesisofcarbondotsfromwool:Applicationasasensorforglyphosatedetectionbasedontheinnerfiltereffect</title><secondary-title>Talanta</secondary-title></titles><periodical><full-title>Talanta</full-title></periodical><pages>268</pages><dates><year>2016</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20]。对于这一部分的创作借鉴了章和宁教授的相关主题的研究，主要体现在思路和手法方面，在思路上遵循了其强调的系统性与逻辑性的原则。通过深入分析研究对象的内在结构和运作机制，本研究不仅吸收了章教授提出的多层次、多角度审视问题的方法论，还进一步将这些理念应用于具体实践中以确保研究结果的全面性和准确性。在手法上本文采纳了章教授所提倡的定量与定性相结合的研究方法为研究提供了坚实的数据支持和理论依据。MandeepADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Mandeep</Author><Year>2020</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText>[21]</DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">9</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Mandeep</author><author>Gulati,Archa</author><author>Kakkar,Rita</author></authors></contributors><titles><title>DFTstudyofadsorptionofglyphosatepesticideonPt-Cudecoratedpyridine-likenitrogen-dopedgraphene</title><secondary-title>JournalofNanoparticleResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofNanoparticleResearch</full-title></periodical><pages>17</pages><volume>22</volume><number>1</number><dates><year>2020</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]用密度泛函理论研究了吡啶类的氮掺杂石墨烯（PNG）对草甘膦农药的吸附作用，以达到水修复的目的。在这样的环境条件下可以推知并比较研究了草甘膦与PNG和Pt-Cu团簇修饰的PNG之间的吸附作用，结果发现Pt-Cu团簇增强了吸附物与吸附剂之间的相互作用，使草甘膦的吸附效果更好（雷振宇，熊静宜，2024）。Bergamasco等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bergamasco</Author><Year>2016</Year><RecNum>68</RecNum><DisplayText>[22]</DisplayText><record><rec-number>68</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1618371571">68</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Bergamasco,R.</author><author>Hamoudi],S.</author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"size="100%">MagneticMnFe</style><styleface="subscript"font="default"size="100%">2</style><styleface="normal"font="default"size="100%">O</style><styleface="subscript"font="default"size="100%">4</style><styleface="normal"font="default"size="100%">–graphenehybridcompositeforefficientremovalofglyphosatefromwater</style></title><secondary-title>ChemicalEngineeringJournal</secondary-title></titles><periodical><full-title>ChemicalEngineeringJournal</full-title></periodical><pages>391-402</pages><volume>295</volume><dates><year>2016</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22]首次使用以MnFe2O4微球修饰的还原氧化石墨烯(MnFe2O4-G)对草甘膦的吸附进行了研究，通过简单的一锅溶剂热方法将MnFe2O4微球固定在石墨烯纳米片上。研究表明，单层氧化石墨烯与锰铁氧体磁性微球的复合材料对污染水体中的草甘膦具有良好的吸附性能（石建平，金秀兰，2018）。1.3石墨烯介绍近年来，纳米结构的修饰分子印迹聚合物产生了巨大的影响，由于其高表面积体积比、成本低，易于准备和处理，吸引了研究者的注意。在纳米结构材料中，碳质材料如“石墨烯”已经引起了人们的极大关注（叶永新，陶玉芬，2019）。2004年英国曼砌斯特大学Geim和Novoselov教授成功的从石墨烯薄片中剥离得到石墨烯ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Neto</Author><Year>2009</Year><RecNum>46</RecNum><DisplayText>[23]</DisplayText><record><rec-number>46</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617151054">46</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Neto,A.H.Castro</author><author>Guinea,F.</author><author>Peres,N.M.R.</author><author>Novoselov,K.S.</author><author>Geim,A.K.</author></authors></contributors><titles><title>Theelectronicpropertiesofgraphene</title><secondary-title>ReviewofModernPhysics</secondary-title></titles><periodical><full-title>ReviewofModernPhysics</full-title></periodical><pages>109</pages><volume>81</volume><number>5934</number><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23]。于此特定背景显而易见的结果因为其特有的二维结构、杰出的化学和物理性质、和在吸附、药物传载及生物传感器方面，石墨烯吸引了研究者的大量关注ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>D.Ghuge</Author><Year>2016</Year><RecNum>47</RecNum><DisplayText>[24]</DisplayText><record><rec-number>47</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617151240">47</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>D.Ghuge,Aditya</author><author>R.Shirode,Abhay</author><author>J.Kadam,Vilasrao</author></authors></contributors><titles><title>Graphene:AComprehensiveReview</title><secondary-title>CurrentDrugTargets</secondary-title></titles><periodical><full-title>CurrentDrugTargets</full-title></periodical><pages>724-733</pages><volume>18</volume><dates><year>2016</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24]。石墨烯材料这些突出的的特点使其适用于基地材料的制作（潘世豪，曹爱琴，2020）。尤其是，石墨烯排列成的蜂巢状准二维纳米材料是由碳原子经过sp2杂化以六边形排列而形成的，根据已有成果可推导出相关结论具有大π共轭体系，含大量可自由移动的π电子，可与其他化合物形成π-π键、氢键、静电等作用力，优异的吸附性能，在环境修复领域具有前景广阔ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王群</Author><Year>2015</Year><RecNum>35</RecNum><DisplayText>[25]</DisplayText><record><rec-number>35</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">35</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王群</author><author>张继巍</author><author>周乃武</author><author>赵永驰</author></authors></contributors><titles><title>密度泛函理论研究鸟氨酸盐在Mg(0001)表面的吸附机理</title><secondary-title>原子与分子物理学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>原子与分子物理学报</full-title></periodical><pages>686-694</pages><number>4</number><keywords><keyword>镁及镁合金</keyword><keyword>鸟氨酸盐</keyword><keyword>耐腐蚀性</keyword><keyword>密度泛函理论</keyword><keyword>氧化膜</keyword></keywords><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[25]。例如：磷族化合物可以被石墨烯较强的吸附，石墨烯对芳香族有机磷农药具有较强的吸附能力（滕宏伟，蒋美娟，2021）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>刘娟</Author><Year>2011</Year><RecNum>30</RecNum><DisplayText>[26]</DisplayText><record><rec-number>30</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">30</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>刘娟</author><author>杜丹</author></authors></contributors><titles><title>基于石墨烯-二氧化锆纳米复合材料修饰电极检测有机磷农药的研究</title></titles><keywords><keyword>石墨烯</keyword><keyword>二氧化锆</keyword><keyword>甲基对硫磷</keyword></keywords><dates><year>2011</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[26]。与已有文献结论的一致性，标志着前期研究构思的稳健性得到了实证的支撑。这一结果不仅加深了本文对特定领域内复杂关系的理解，还激发了本文对潜在未知因素的探索兴趣。它提示本文，未来的研究可以更加聚焦于揭示那些尚未被充分理解的机制，以及它们如何与已知因素相互作用，共同塑造出观察到的现象。石墨烯尽管有很多优良的性能，然而石墨烯在大多数情况下仍缺乏聚集性和分散性溶剂，其零选择性或无选择性特性。石墨烯片层因其与范德华力之间的π-π堆积，容易再次堆积，形成不可逆团聚体，如大幅度地减少了它的比表面积和物质扩散速率，依据这些特定条件可以推知其发展脉络导致其本征属性被掩盖（杨柳青，魏志宏，2022）。为了阻止石墨烯的堆叠，将石墨烯制成三维多孔结构或纳米复合材料ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[27-29]，或是通过掺杂分子或功能化的原子，以此来实现改良石墨烯性能的作用（秦天成，韩丽君，2023）ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[30,31]。洪慧杰等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>洪慧杰</Author><Year>2015</Year><RecNum>26</RecNum><DisplayText>[32]</DisplayText><record><rec-number>26</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="ers55sdexeta99erfz25teaw2awz902ta5dp"timestamp="1617086411">26</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>洪慧杰</author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"size="100%">TiO</style><styleface="subscript"font="default"size="100%">2</style><styleface="normal"font="default"size="100%">-石墨烯的光催化降解农药研究和氨基功能化石墨烯在溶剂中的光谱行为研究</style></title></titles><keywords><keyword>纳米复合材料</keyword><keyw