[發明專利]一種石墨烯轉刷及其制備方法

有效

• 申請號: 201310017621.6
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103055814A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 孫雪菲;何林;王曙光
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種石墨烯轉刷及其制備方法,屬于水處理技術領域。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀蜂巢結構的新材料，是已知材料中最薄也是最堅硬的納米材料。石墨烯具有良好的物理和化學性質，近年來引起國際上的廣泛關注。目前，石墨烯的應用主要集中在電學性能方面，如小分子的電化學檢測、生物傳感器的制備、DNA檢測以及電容器、電池材料等。此外，石墨烯在噪聲控制、海水淡化、抗菌物質、隧穿勢壘材料以及熱界面材料等領域也都具有很大發展前景。

石墨烯與水體中的污染物之間可以產生非常強的絡合反應,從而對污染物有很強的吸附能力，其巨大的比表面積也使其具有良好的吸附性能，是水處理過程中擁有巨大應用潛力的吸附材料。同時，石墨烯作為載體在催化降解等水處理工藝中也有一定應用。但是傳統的石墨烯吸附材料一般為粉末狀固體，作為納米材料在水處理過程中難以實現固液分離，容易對水體造成二次污染，因此限制了其在水處理領域中的應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種石墨烯轉刷及其制備方法

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯轉刷，包括刷桿和石墨烯固體刷毛，所述的刷桿為棒狀或長柄狀，所述的石墨烯固體刷毛設置在刷桿的前端，石墨烯固體刷毛占整個刷桿的1/3~2/3。

所述的刷桿材料為石墨或者鈦金屬。

本發明還提供一種石墨烯轉刷的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯配成濃度為2～10mg/mL的氧化石墨烯水溶液，然后與抗壞血酸混合并攪拌均勻，制得混合溶液，所述氧化石墨烯水溶液與抗壞血酸的質量比為1:6～1:8；

（2）取長度20～50cm的棒狀或長柄狀刷桿，將刷桿的前端垂直浸入步驟（1）制得的混合溶液中，固定刷桿于混合溶液中，所述刷桿浸入溶液中的長度為刷桿長度的1/3～2/3；

（3）將步驟（2）中固定有刷桿的溶液于70～90℃加熱10～30min，取出刷桿，用去離子水清洗3～5次，制得石墨烯轉刷。

根據本發明，優選的，步驟（1）中，濃度為4mg/mL的氧化石墨烯水溶液與抗壞血酸按質量比為1:6的配比混合。

根據本發明，優選的，步驟（1）中，所述氧化石墨烯水溶液的制備方法如下：將氧化石墨烯粉加入到去離子水中，常溫下超聲振蕩30min，配制成4mg/mL的氧化石墨烯水溶液。

根據本發明，優選的，步驟（1）中，固定有刷桿的溶液于90℃水浴環境中加熱30min。

本制備方法的反應原理為利用石墨烯的疏水性以及石墨烯共軛結構π-π鍵的堆疊作用，使石墨烯在刷桿周圍聚集形成固體狀石墨烯刷毛。

本發明的石墨烯轉刷適用于水處理工藝中污染物的吸附降解以及用作催化劑的載體等領域。

本發明的原料抗壞血酸、氧化石墨烯均為市售產品。

本發明的優點如下：

1、本發明將石墨烯制備成石墨烯轉刷，避免了石墨烯在水中的擴散而對水體造成二次污染，增強了石墨烯上的吸附效果，同時提高了石墨烯的回收率。

2、本發明所述的石墨烯轉刷，石墨烯固體刷毛是由石墨烯在刷桿周圍聚集形成的，在應用于水處理過程中的操作簡單便捷，使用效率高，石墨烯固體刷毛與分散的石墨烯相比增強了吸附能力，同時便于與水體分離。

3、本發明的石墨烯轉刷清洗方便，便于再次利用。

4、本發明制備石墨烯轉刷的原料易得，制備工藝簡單，生產成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明石墨烯轉刷的結構示意圖，

其中，1、刷桿；2、石墨烯固體刷毛。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限于此。實施例中使用的原料：抗壞血酸為市購產品，青島天新食品添加劑有限公司有售；氧化石墨烯為市購產品，常州科技元素股份有限公司有售。

實施例1

一種石墨烯轉刷，結構如圖1所示，包括刷桿1和石墨烯固體刷毛2，所述的刷桿1為棒狀，石墨烯固體刷毛2設置在刷桿1的前端，石墨烯固體刷毛2占整個刷桿的1/3。刷桿1的材料為石墨。

實施例2

如實施例1所述石墨烯轉刷，不同之處在于，

所述的刷桿1為長柄狀，石墨烯固體刷毛2占整個刷桿的2/3。刷桿1的材料為鈦金屬。

實施例3

一種如實施例1所述石墨烯轉刷的制備方法，包括以下步驟：