[發(fā)明專利]一種離子液體修飾磁性氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及用于去除水中As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810945249.8
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109092253A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉國;張夢圓;李景
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公布了一種離子液體修飾磁性氧化石墨烯(MGO)復(fù)合材料的制備及用于水中三價砷和五價砷吸附去除的方法。傳統(tǒng)的三價砷及五價砷吸附材料吸附效果差，時間長，且不易與水分離。本發(fā)明采用常用方法制備MGO，然后將[BMIM][PF₆]與MGO超聲混合，反應(yīng)結(jié)束后洗滌干燥，即得磁性氧化石墨烯?離子液體復(fù)合材料，制備方法較為簡便。該材料兼具磁性氧化石墨烯比表面積大和具有超順磁性的特點以及離子液體的優(yōu)良特性，在水中分散性良好，借助外加磁場易于從水中分離，對三價砷及五價砷的最大吸附量分別達到155.65mg/L和149.25mg/L，平衡時間僅30min，可重復(fù)使用5次，且抗干擾能力強，可用于含砷廢水中砷的去除和回收利用以及水中微量三價砷及五價砷的分離富集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型環(huán)境功能材料和水處理新技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子液體修飾磁性氧化石墨烯復(fù)合材料的合成及其在含砷(As(III)、As(V))水樣處理中應(yīng)用的方法。

背景技術(shù)

在地表水中，砷一般以As(III)和As(V)存在，少量甲基和二甲基砷也可以存在于地下水源中。砷的污染來源一般有三個方面：工業(yè)活動：工業(yè)廢水與廢氣，廢渣的排放。含砷原礦的開采與冶煉；農(nóng)業(yè)活動：主要是含砷農(nóng)藥的大量使用；自然現(xiàn)象：火山噴發(fā)與巖石風化都會有含砷物質(zhì)產(chǎn)生。在日常生活中，As(III)和As(V)具有高毒性與致癌性。眾所周知的劇毒物質(zhì)砒霜(As₂O₃)就是一種無機砷，僅5～50mg即可使人中毒，70～80mg則會使人致死。砷可以通過皮膚，消化道和呼吸道等途徑進入人體，造成皮膚病，肝病，腎病等。因此應(yīng)該尋找一種能快速高效地去除水中的As(III)和As(V)的技術(shù)。

吸附法是水體中砷污染去除的一種重要手段，具有簡單易行、對環(huán)境友好等優(yōu)點。但傳統(tǒng)的三價砷及五價砷吸附材料吸附效果差，時間長，且不易與水分離。為了克服這些弊端，需要研制新型高效吸附材料。

石墨烯是近年來備受關(guān)注的新材料，具有表面積大等突出優(yōu)點。氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的派生物，它的結(jié)構(gòu)與石墨烯大體相同，但是引入了如羥基、環(huán)氧基、羧基和羰基等官能團。現(xiàn)在，GO在污染物的去除方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。在GO的表面沉積四氧化三鐵，得到磁性氧化石墨烯(MGO)，它將GO的高吸附能力與磁性材料易于分離的優(yōu)點結(jié)合起來。離子液體具有揮發(fā)性低、溶解能力強、電化學窗口寬、結(jié)構(gòu)特性可調(diào)等特點。與傳統(tǒng)有機溶劑相比，離子液體用于廢水中重金屬離子的萃取分離不但萃取率高，而且操作過程簡單，不揮發(fā)，不會對環(huán)境造成污染。如果用離子液體修飾MGO，得到的新材料將既具有磁性氧化石墨烯比表面積大易于分離的特點，又具有離子液體的優(yōu)點，是一種有前途的吸附材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有材料存在的若干問題，開發(fā)一種吸附容量大、易于分離、平衡時間短的用于As(III)和As(V)吸附去除的新型材料和相應(yīng)的水處理技術(shù)。

為此，以磁性氧化石墨烯為基體，離子液體為修飾物，丙酮為溶劑，通過直接攪拌，合成了具有易于分離和大吸附容量的磁性氧化石墨烯-離子液體材料。以該材料作為吸附劑，實現(xiàn)了對含砷水樣中As(III)和As(V)的高效、快速吸附去除，并可回收利用As(III)和As(V)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

1、一種離子液體修飾磁性氧化石墨烯的制備方法，其特征在于包括以下步驟：