[發(fā)明專利]具有重金屬離子吸脫附作用的功能化氣凝膠及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710369670.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN107051392B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱才鎮(zhèn);趙昱;廖偉冬;楊波;海洋;邱昭政;徐堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/30;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開具有重金屬離子吸脫附作用的功能化氣凝膠及制備方法，制備方法包括步驟：A、對(duì)氧化石墨進(jìn)行超聲處理，形成均勻的氧化石墨烯分散液；B、在氧化石墨烯分散液加入具有重金屬絡(luò)合作用的絡(luò)合化合物，并攪拌形成均勻的混合溶液；C、將混合溶液進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得經(jīng)絡(luò)合化合物修飾的功能化水凝膠；D、對(duì)功能化水凝膠進(jìn)行溶劑置換，然后進(jìn)行干燥得到有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠。本發(fā)明充分利用氣凝膠高的孔隙率、大的比表面積、低密度等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合絡(luò)合化合物的吸附和脫附能力，從而將兩者相融貫通，將其應(yīng)用于廢水處理，有利于改善廢水中重金屬的含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯材料領(lǐng)域，尤其涉及具有重金屬離子吸脫附作用的功能化氣凝膠及制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類活動(dòng)及工業(yè)的迅速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也逐漸提高。但發(fā)展的同時(shí)，能源儲(chǔ)存及環(huán)境修復(fù)顯得日漸重要。石墨烯因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及杰出的性能自發(fā)現(xiàn)以來就受到科學(xué)家們的青睞。以石墨烯構(gòu)建的三維材料，具有高的孔隙率、低密度等特性在能源、環(huán)境、催化、生物醫(yī)療等領(lǐng)域潛在很大的應(yīng)用前景。石墨烯的制備方法很多，最簡單方法可通過氧化石墨還原而獲得。

由于工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水中的重金屬與有機(jī)污染物的排放，造成環(huán)境一定程度的破壞。傳統(tǒng)的污水處理方法有離子交換法、化學(xué)沉積法、膜分離技術(shù)以及吸附法。吸附法相對(duì)來說操作簡單、不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。

現(xiàn)有的石墨烯氣凝膠對(duì)重金屬離子的吸附和脫附能力并不高，不能滿足生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)的需求，故現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展，利用石墨烯氣凝膠為基體，制備功能化的石墨烯氣凝膠用于重金屬離子吸脫附是發(fā)展所需。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供具有重金屬離子吸脫附作用的功能化氣凝膠及制備方法，旨在解決現(xiàn)有的石墨烯氣凝膠對(duì)重金屬離子的吸附和脫附能力不高的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具有重金屬離子吸脫附作用的功能化氣凝膠的制備方法，其中，包括步驟：A、對(duì)氧化石墨進(jìn)行超聲處理，形成均勻的氧化石墨烯分散液；

B、在氧化石墨烯分散液加入具有重金屬絡(luò)合作用的絡(luò)合化合物，并攪拌形成均勻的混合溶液；

C、將混合溶液進(jìn)行加熱反應(yīng)，獲得經(jīng)絡(luò)合化合物修飾的功能化水凝膠；

D、對(duì)功能化水凝膠進(jìn)行溶劑置換，然后進(jìn)行干燥得到具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述氧化石墨的含氧量為30％-60％。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述步驟A中，超聲處理的時(shí)間為5~60min。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述絡(luò)合化合物為N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸鈉鹽、N-羥乙基乙二胺-N,N’,N’-三乙酸、亞氨基二琥珀酸四鈉的硅烷偶聯(lián)劑、乙二胺四乙酸鈉、乙二胺四乙酸鐵鈉鹽、乙二胺四乙酸二鉀鹽、乙二胺四乙酸中的一種或多種。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述步驟B中還加入還原劑。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述還原劑為抗壞血酸、亞硫酸氫鈉或水合肼。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述步驟C中，反應(yīng)溫度為100~210℃，反應(yīng)時(shí)間為3~24h。

所述的具有重金屬離子吸脫附能力的功能化氣凝膠的制備方法，其中，所述步驟A中，先將氧化石墨溶于去離子水、乙醇、或兩者混合溶劑中，再進(jìn)行超聲處理，形成均勻的氧化石墨烯分散液。