[發明專利]一種改性石墨烯吸附劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410161737.1
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103949218A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 羅漢金;吳艷;王侯
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F9/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種改性石墨烯吸附劑的制備方法，其特征在于，將氧化石墨烯超聲分散后加入羥基鋁和表面活性劑，充分攪拌后再加入還原劑，充分反應后將得到的黑色絮狀沉淀進行抽濾、洗滌和干燥，得到改性石墨烯吸附劑；所述表面活性劑包括聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基苯磺酸鈉中的一種以上。

2.如權利要求1所述的改性石墨烯吸附劑的制備方法，其特征在于，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）在步驟（1）得到的氧化石墨烯懸浮液中加入羥基鋁和表面活性劑，充分攪拌，完全反應后得到反應溶液；?

（3）將步驟（2）得到的反應溶液加熱至80℃~85℃，加入還原劑，充分反應后得到黑色絮狀沉淀；所述還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀中的至少一種；所述還原劑的質量為氧化石墨烯質量的9～11倍；

（4）將步驟（3）后得到的黑色絮狀沉淀進行抽濾、洗滌和干燥，得到改性石墨烯吸附劑。

3.根據權利要求2所述的改性石墨烯吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述超聲分散的時間為30min～60min；所述氧化石墨烯懸浮液的濃度為4mg/mL～6mg/mL。

4.根據權利要求2所述的改性石墨烯吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述表面活性劑包括聚丙烯酰胺（PAM），十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）或十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）中的一種以上；所述羥基鋁、氧化石墨烯與表面活性劑的質量比為2∶3∶（8～10）；所述反應具體為在60℃~65℃條件下反應3h～5h，得到反應溶液。

5.根據權利要求2所述的改性石墨烯吸附劑的制備方法，其特征在于，所述羥基鋁的制備方法如下：

在機械攪拌的條件下，將氫氧化鈉溶液滴加到三氯化鋁溶液中，反應完全后靜置3天，得到羥基鋁溶液,?其中所述氫氧化鈉與三氯化鋁的質量比為（0.5～1）∶1。

6.權利要求1~5任一項所述制備方法制備得到一種改性石墨烯吸附劑，其特征在于，所述改性石墨烯吸附劑包含石墨烯、羥基鋁和表面活性劑，其中所述羥基鋁、氧化石墨烯與表面活性劑的質量比為2∶3∶（8～10）。

7.根據權利要求6所述的改性石墨烯吸附劑，其特征在于，所述羥基鋁通過化學鍵作用插入層狀的氧化石墨烯邊緣或表層；所述羥基鋁通過化學鍵作用鑲嵌在層狀的氧化石墨烯的邊緣或表層。

8.權利要求6所述的改性石墨烯吸附劑的應用于含酸性染料廢水的處理。

9.權利要求6所述的改性石墨烯吸附劑的應用于去除含酸性染料水溶液中的剛果紅。

10.根據權利要求9所述的改性石墨烯吸附劑的應用，其特征在于，所述去除含酸性染料水溶液中的剛果紅，具體步驟如下：

每升含酸性染料水溶液中加入1?g～2?g改性石墨烯吸附劑；在吸附過程中，控制含酸性染料水溶液的溫度為20℃～50℃，充分吸附并振蕩至反應完全后，利用濾膜對吸附后的余液進行過濾，完成對含酸性染料水溶液中剛果紅的去除。