[發明專利]還原氧化石墨烯-Fe3O4納米復合材料及其制備方法、及吸附雙酚A的應用

有效

• 申請號: 201310287531.9
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103418340A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 程欲曉;周宇艷;楊娟;沈劼;強音;鮮躍仲;張儀軒;陳寧寧;李冰玉
• 申請（專利權）人: 上海出入境檢驗檢疫局工業品與原材料檢測技術中心;華東師范大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明屬于納米技術和水處理技術領域，涉及一種還原氧化石墨烯(rGO)-Fe₃O₄納米復合材料及其制備方法、以及其在吸附雙酚A中的應用。

背景技術

雙酚A((CH₃)₂C(C₆H₄OH)₂，BPA)被用做工業生產聚碳酸酯、環氧樹脂和其他塑料的原料和添加劑。最近幾年，BPA作為一種內分泌干擾素(EDCs)能夠模仿雌激素，對人類和動物的健康造成負面的影響而引起國內外了很大的關注和報道。報道指出即使在萬億分之一的低劑量下，BPA也可能會引起腫瘤、出生缺陷、發育障礙。環境水體中的BPA主要來自城市污水和工業污水的排放，與我們日常生活息息相關。由于BPA無法進行生物降解且化學降解也難度較大^[，迫切需要開發出快速、有效、低成本的處理方法，防止其污染環境。

BPA傳統的處理方法主要包括吸附、溶劑萃取、膜分離及光降解等技術。其中，吸附技術因其操作簡單、效率高、適用性強等優勢被認為是有效的BPA處理手段。碳質材料具有很大的比表面積，對BPA有很強的吸附能力，如活性碳、碳納米管都已有報道被應用于BPA吸附處理。

石墨烯是一種新興的二維碳材料，具有優異的導電性、機械強度、韌性和超高的比表面積。石墨烯的衍生物，如還原氧化石墨烯(rGO)和功能化石墨烯在催化、電容器、光電材料、吸附劑等領域表現出良好的性能。由于石墨烯表面的局域π-電子體系能和苯環之間形成π-π堆積，因此石墨烯作為吸附劑，在有機染料、農藥、酚類物質的處理上更具優勢。近來，已有報道采用石墨烯吸附BPA吸附，π-π堆積作用和氫鍵作用部有利于BPA被石墨烯所吸附。然而，大規模使用石墨烯作為吸附劑會存在分離和再生的難題，因此需要開發高效低廉，易于再生和分離的石墨烯復合材料。

發明內容

為克服現有技術上述存在問題，本發明創新提出一種還原氧化石墨烯(rGO)-Fe₃O₄納米復合材料及其制備方法，以及該還原氧化石墨烯(rGO)-Fe₃O₄納米復合材料在吸附雙酚A中的應用。

本發明提出了一種還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料，所述還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料包括Fe₃O₄納米顆粒和還原氧化石墨烯；其中，所述Fe₃O₄納米顆粒均勻地分散在所述還原氧化石墨烯表面，所述石墨烯結構為紙片形狀。

本發明還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料的飽和磁化強度為36-51emu·g^-1。優選地，飽和磁化強度為36emu·g^-1左右。

本發明還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料中，所述Fe₃O₄納米顆粒的平均直徑為8-15nm。優選地，Fe₃O₄納米顆粒的平均直徑為10nm左右。

本發明還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料，在還原氧化石墨烯表面引入Fe₃O₄納米粒子，能同時發揮還原氧化石墨烯的高吸附能力和磁性材料的分離簡便的優點，且還原氧化石墨烯的存在能有效地降低Fe₃O₄納米粒子的團聚。與現有技術相比較，本發明還原氧化石墨烯-Fe₃O₄納米復合材料具有高比表面積和磁響應性，對雙酚A(BPA)具有良好的吸附性能。基于磁性納米材料的吸附劑通過外加磁場就能簡單地進行分離和再生，無需離心或者過濾，因此，通過外加磁場，本發明復合材料可以非常方便地進行磁性分離與循環再利用。