[發明專利]一種重金屬吸附劑及其制備

有效

• 申請號: 201710632449.3
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107349900B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 廖杰欣
• 申請（專利權）人: 廣東大能新材科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張澤思

一種重金屬吸附劑，包括由石墨烯和納米氧化鎂復合合成的復合物；其中：復合物中石墨烯的含量為0.1％?10％，納米氧化鎂的粒徑為10nm?100nm。所述重金屬吸附劑的制備方法：包括石墨的氧化、氧化石墨烯的制備、氧化石墨烯的還原、納米氧化鎂前驅體的復合物的制備、石墨烯、氧化鎂前驅體復合物的煅燒。本發明制備的復合物具有優異的重金屬吸附性能；同時本發明所述重金屬吸附劑的制備工藝簡單易行，適于工業化生產。

技術領域

本發明屬于重金屬離子的吸附與穩定技術，尤其是涉及一種重金屬吸附劑及其制備。

背景技術

近年來，我國重金屬污染事件頻發。重金屬元素化學性質穩定，伴隨著工業的快速發展和城市化進程的加快，我國的重金屬污染越來越嚴重，大量的重金屬排入土壤及河流、湖泊和海洋中，并通過水、氣、固廢等多種途徑在環境中長期積累，食物鏈逐級富集，最終進入人體累積，使得留在人體的重金屬含量成倍放大，對經濟發展、對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。

高活性納米環境凈化劑與生產工藝的開發是環保產業可持續發展的重要支撐。納米氧化鎂具有比表面積大、表面活性高，對重金屬離子有很強的吸附能力，同時，納米氧化鎂表面具有鎂空位和氧空位等缺陷位能吸附一些金屬形成原子團簇，并且金屬與缺陷位吸附作用很強，甚至可以改變金屬團簇的化學性能，在重金屬污染治理和環境保護領域呈現出獨特優勢和應用前景。石墨烯作為一種新型二維碳材料，具有比表面積大、吸附性能強、抗輻射性能好等優點，在替代傳統的吸附劑方面展現了良好的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種重金屬吸附劑及其制備，解決現有技術存在的問題。

一種重金屬吸附劑，包括由石墨烯和納米氧化鎂復合合成的復合物，所述石墨烯的重量百分比為0.1％～10％，所述納米氧化鎂的粒徑為10nm～100nm。

一種重金屬吸附劑的制備，主要包括以下步驟：

S1.化學氧化法制備氧化石墨；

S2.將步驟S1制備的氧化石墨置于超聲清洗器內超聲2h，得到氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中加入硼氫化鈉溶液，再依次加入可溶性鎂鹽溶液、檸檬酸溶液攪拌；

S3.在攪拌下將溶液加熱至80℃，2-3h后溶液先變成溶膠，繼續攪拌1-2h后變成凝膠；

S4.將步驟S3得到凝膠放入馬弗爐中，150℃下發泡2h；然后在空氣氣氛下450-600℃煅燒1-3h。

進一步的，步驟S2中檸檬酸與可溶性鎂鹽的摩爾比為1：1。

進一步的，步驟S1中所述化學氧化法制備氧化石墨主要包括以下步驟：

S11.在冰水浴條件下，向容器中加入濃硫酸，磁力攪拌，待溫度降低至4℃以下后，加入鱗片石墨粉，并快速攪拌至分散均勻；

S12.再加入硝酸鈉，保持攪拌的情況下再緩慢加入高錳酸鉀，控制反應溫度不超過4℃，攪拌2h；

S13.再將混合物溫度升至35℃反應30分鐘，然后緩慢加入蒸餾水，控制溫度在60℃，溶液變為黃褐色；

S14.攪拌反應1h后加入30％(v/v％)的雙氧水直到混合物變成亮黃色；

S15.然后用稀硫酸與雙氧水的混合液以及鹽酸反復洗滌、最后用蒸餾水洗滌幾次，使pH為7，得到的黃褐色沉淀在50℃的真空干燥箱中充分干燥。

進一步的，步驟S2中所述氧化石墨：硼氫化鈉：可溶性鎂鹽：檸檬酸的質量比為1:1-4:50-1000:50-1000。

進一步的，所述鱗片石墨粉、硝酸鈉、高錳酸鉀、硫酸質量比為2:1-3:3-6:50-80。