[發(fā)明專利]功能化石墨烯吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210462851.9
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102974307A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁興中;王侯;吳艷;祝慧娜;黃華軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F9/02;C02F1/28;C02F1/44;C02F101/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

1.一種功能化石墨烯吸附劑，所述功能化石墨烯吸附劑主要由石墨烯和陽離子表面活性劑組成，其特征在于：所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨，所述十六烷基三甲基溴化銨通過非共價(jià)鍵作用插入和/或鑲嵌在層狀石墨烯的邊緣或表層，所述十六烷基三甲基溴化銨在功能化石墨烯吸附劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%～50%。

2.一種如權(quán)利要求1所述的功能化石墨烯吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯分散在水中，通過超聲分散后制得氧化石墨烯懸浮液；

（2）向步驟（1）制得的氧化石墨烯懸浮液中添加十六烷基三甲基溴化銨溶液，并控制其中的氧化石墨烯與十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量比為1∶（7～10），充分?jǐn)嚢枋蛊浞磻?yīng)完全；

（3）將步驟（2）后的反應(yīng)體系加熱至70℃～90℃，再向反應(yīng)體系中加入還原劑使其充分反應(yīng)，生成黑色絮狀沉淀；所述還原劑為硼氫化鈉和/或硼氫化鉀；

（4）將步驟（3）后得到的黑色絮狀沉淀進(jìn)行抽濾、洗滌和干燥，得到功能化石墨烯吸附劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述氧化石墨烯是采用Hummers方法合成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，超聲分散的時(shí)間為45min～120min，所述氧化石墨烯懸浮液的濃度為2mg/mL～4mg/mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，反應(yīng)的條件為常溫下反應(yīng)1.5h～3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，還原劑的用量為所述氧化石墨烯質(zhì)量的10～12倍。

7.一種如權(quán)利要求1所述的功能化石墨烯吸附劑在去除廢水中鉻的應(yīng)用，包括以下步驟：

將所述的功能化石墨烯吸附劑添加至含鉻廢水中，每升廢水的添加量為0.3g～0.5g；在吸附過程中，控制廢水的溫度為20℃～60℃，充分吸附并振蕩反應(yīng)完全后，利用濾膜對吸附后的余液進(jìn)行過濾，完成對廢水中鉻的去除。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于：所述含鉻廢水中鉻的濃度為20ppm～140ppm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于：所述振蕩反應(yīng)時(shí)的轉(zhuǎn)速為130rpm～140rpm，振蕩反應(yīng)的時(shí)間控制在20min～80min，所述振蕩反應(yīng)時(shí)控制廢水的pH值為1.5～4.5。

10.根據(jù)權(quán)利要求7～9中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于：所述濾膜的孔徑為0.2μm～0.22μm。