[發明專利]石墨烯修飾的生物炭復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510419305.0
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105056891B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 梁婕;劉俊鋒;袁興中;曾光明;董浩然;武海鵬;張長
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,黃藝平

1.一種石墨烯修飾的生物炭復合材料，其特征在于，所述石墨烯修飾的生物炭復合材料包括石墨烯，十二烷基苯磺酸鈉和生物炭，所述石墨烯通過十二烷基苯磺酸鈉負載在生物炭上形成網狀支架結構。

2.一種權利要求1所述石墨烯修飾的生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將石墨烯加入十二烷基苯磺酸鈉溶液中，超聲溶解，使石墨烯最終剝落成石墨烯片層，得到石墨烯懸浮液；

（2）將樟木鋸屑加入到所述步驟（1）制備得到的石墨烯懸浮溶液中，攪拌、干燥得到混合物；

（3）將所述步驟（2）中制備的混合物進行熱解得到石墨烯修飾的生物炭復合材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中所述十二烷基苯磺酸鈉溶液中十二烷基苯磺酸鈉的濃度為0.1～0.8g/L；所述石墨烯懸浮液中石墨烯的濃度為0.01g/100mL～0.08g/100mL。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述樟木鋸屑與石墨烯的質量比為2.0∶0.01～0.08，所述攪拌的時間為0.5～1h；所述干燥的溫度為70～90℃。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述熱解過程具體為：在氮氣氛圍下，以600℃～650℃熱解1h。

6.一種權利要求1所述的石墨烯修飾的生物炭復合材料或權利要求2至5任一項所述制備方法制備得到的石墨烯修飾的生物炭復合材料處理水體中Pb²⁺的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述應用方法為：將石墨烯修飾的生物炭復合材料加入水體中，攪拌，用濾膜過濾，完成水體中Pb²⁺的處理。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述石墨烯修飾的生物炭復合材料的用量為水體中Pb²⁺含量的25～30倍；所述攪拌時間為2～8h；所述水體中Pb²⁺的濃度為1～60mg/L；所述處理過程中控制水體pH為2～8。

9.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述應用方法為：將石墨烯修飾的生物炭復合材料放入柱狀固定吸附系統中，水體流過固定吸附系統，完成水體中Pb²⁺的處理。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述水體中Pb²⁺的濃度為1～20mg/L；所述柱狀固定吸附系統中吸附層的厚度為2mm～4mm；水體的流動速率為1mL/min～5mL/min。