[發明專利]氧化石墨烯/納米二氧化鈦/海藻酸鈉復合材料的制備方法與應用有效
| 申請號: | 201710450398.2 | 申請日: | 2017-06-15 |
| 公開(公告)號: | CN107185501B | 公開(公告)日: | 2020-05-12 |
| 發明(設計)人: | 徐紅波;趙越;高星星 | 申請(專利權)人: | 遼寧科技大學 |
| 主分類號: | B01J20/24 | 分類號: | B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F101/20 |
| 代理公司: | 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224 | 代理人: | 張群 |
| 地址: | 114044 遼*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 氧化 石墨 納米 海藻 復合材料 制備 方法 應用 | ||
本發明涉及氧化石墨烯/納米二氧化鈦/海藻酸鈉復合材料的制備方法,將氧化石墨烯加入到去離子水中,得到氧化石墨烯溶液;將納米二氧化鈦加入到氧化石墨烯溶液中,得到反應液;采用水熱法或微波法將反應液制得氧化石墨烯/納米二氧化鈦混合反應物;將海藻酸鈉溶液加入到氧化石墨烯/納米二氧化鈦混合反應物中,置于水浴鍋中反應,再自然冷卻至室溫;反應物分別使用去離子水和無水乙醇洗滌數次,干燥后得成品。本發明制備的復合材料顯著地提高了其分散性以及穩定性,具有比表面積大、穩定性好、分散性好、吸附性能強和吸附特異性好,對污水中重金屬離子Pb2+的去除效率高,在污水處理領域有很好的應用前景。
技術領域
本發明涉及一種去除污水中重金屬離子Pb2+的藥劑,特別涉及氧化石墨烯/納米二氧化鈦/海藻酸鈉復合材料的制備方法與應用。
背景技術
氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,與石墨烯相比,氧化石墨烯具有豐富的含氧基團、良好的化學可修飾性和親水性,作為一種優異的吸附材料在污染治理領域具有較為廣泛的應用前景。但是,在吸附去除過程中存在吸附特異性較低,在分析應用中抗干擾能力較弱,同時粉體易團聚、穩定性差和造成二次污染等問題。納米二氧化鈦具有比表面積大、吸附強、傳導性高、帶隙可調和化學穩定性良好等優點,在光催化、水處理、傳感和染料敏化太陽能電池等領域應用前景廣闊。海藻酸鈉,又叫褐藻酸鈉,是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種天然多糖碳水化合物,具有無毒、良好的親水性、生物相容性和無二次污染的特點,且海藻酸鈉對重金屬離子具有較強的螯合去除能力。
公開號為CN106423272A的中國發明專利申請公開了一種負載型二氧化鈦/氧化石墨烯小球及其制備方法與應用,本發明的技術方案優勢在于:原料來源廣泛、制備工藝簡單、易于實現工業化生產等,同時本產品對廢水中的六價鉻離子具有良好的光催化還原能力;但是也存在問題,制備過程比較復雜,制備的小球用于處理廢水中的鉻離子,并不能處理廢水中重金屬鉛離子。
中國發明專利申請公開號CN 105561963 A公開了一種納米二氧化鈦/氧化石墨烯復合材料及其制備方法與應用,該復合材料比表面積大,光催化效率高,對染料的吸附性能有很大的提高;但操作步驟較繁瑣,不利于實現工業化生產,也未應用于去除廢水中重金屬離子。因此,開發一種制備方法簡單、能有效吸附去除污水中重金屬離子的復合材料非常有實際應用意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種氧化石墨烯/納米二氧化鈦/海藻酸鈉復合材料的制備方法,該復合材料為去除污水中重金屬離子Pb2+的藥劑,具有較大的比表面積、較好的穩定性好和分散性、較強的吸附性能以及較好的吸附特異性。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案實現:
氧化石墨烯/納米二氧化鈦/海藻酸鈉復合材料的制備方法,按下述步驟完成:
步驟一:將氧化石墨烯加入到去離子水中,在攪拌速度為180r/min~500r/min下攪拌15min~45min,得到濃度為0.5mg/mL~5mg/mL的氧化石墨烯溶液;將納米二氧化鈦加入到氧化石墨烯溶液中,納米二氧化鈦與氧化石墨烯的質量比為1~5:1;在攪拌速度為180r/min~500r/min下攪拌0.5h~1h,得到反應液;
步驟二:采用水熱法或微波法將步驟一獲得的反應液制得氧化石墨烯/納米二氧化鈦混合反應物;
步驟三:將海藻酸鈉加入到去離子水中,在攪拌速度為180r/min~500r/min下攪拌0.5h~2h,得到濃度為5mg/mL~15mg/mL的海藻酸鈉溶液;將海藻酸鈉溶液加入到步驟二制得的氧化石墨烯/納米二氧化鈦混合反應物中,置于水浴鍋中,在溫度為40℃~80℃、攪拌速度為180r/min~500r/min條件下攪拌0.5h~1h,再自然冷卻至室溫;海藻酸鈉與氧化石墨烯/納米二氧化鈦混合反應物的質量比為0.75~3:1;
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