[發明專利]一種氧化石墨烯改性活性炭及其制備方法

在審

• 申請號: 201811396279.4
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109513422A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉洪均;陳俊豐;龍云良;董平;謝秀風
• 申請（專利權）人: 南京水杯子科技股份有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
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本發明公開了一種氧化石墨烯改性活性炭及其制備方法。首先將氧化石墨烯、助劑、偶聯劑及水混合后制得氧化石墨烯的水體分散液；然后將顆粒活性炭浸入所述氧化石墨烯的水體分散液，通過高速攪拌和加熱反應制得氧化石墨烯改性活性炭；將制得的氧化石墨烯改性活性炭抽濾、清洗、晾干后，利用熱固法通過偶聯劑作用將氧化石墨烯固載于活性炭的中空、大孔結構中。以此方法制備的氧化石墨烯改性活性炭保留了活性炭的常規吸附效能，同時提高了其對重金屬離子、極性有機物的濾除效能；另外，氧化石墨烯被固載在活性炭的多孔結構上，不易產生泄露的風險，具有很高的安全性，可廣泛應用于各類水凈化產品中。

技術領域

本發明涉及水凈化領域，尤其涉及一種氧化石墨烯改性活性炭及其制備方法。

背景技術

近年來，重金屬污染事件頻發，據環保部門數據，2009年我國環保部門接報重金屬、類 金屬污染事件12起，致使4035人血鉛超標，182人鎘超標，引起32起群體事件。最近發生 的廣西龍江河鎘污染事件，污染程度空前，將重金屬污染問題推至前沿。重金屬主要指鉛、 汞、砷、鉻等，生物毒性顯著，對人體危害極大，輕度中毒會引起頭痛、頭暈、失眠、健忘、精神錯亂、關節疼痛等癥狀，重度中毒將致癌致畸。目前，全國各地更是出現了眾多癌癥村，重金屬污染問題十分嚴重，政府部門對此非常重視，重金屬污染的防治勢在必行。這些水處理技術包括海水或鹽湖水的淡化、各類微量有毒重金屬及各類有機污染物的凈化等。隨著生 活水平的不斷提高，生活飲用水健康與安全越來越受到人們的關注與重視，我國凈水行業迅 速發展，擁有潛在千億級的市場規模，各類凈水產品隨之孕育而生。

活性炭是水凈化領域常用的濾料，其具有脫色、去味、除余氯的多種功效，但是對重金 屬的濾除效率不佳。

氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其顏色為棕黃色，是一種納米顆粒，在常態下以一種團 聚疏松微米粉末形態存在，其表面具有眾多的環氧基、羥基和羧基，具有較強的吸附性，可 吸附大量的有機物、重金屬離子等微污染物，但是粉末狀的氧化石墨烯在凈水產品應用中無 法做到產品化，不能得到有效使用。

發明內容

本發明所要解決的問題是，針對現有技術中存在的問題和不足，提供一種氧化石墨烯改 性活性炭，利用活性炭的多孔結構，以及活性炭表面豐富的羥基、羰基等官能團，將氧化石 墨烯粉體材料與偶聯劑進行預分散制成氧化石墨烯的水體分散液，通過攪拌加熱的方式，將 氧化石墨烯顆粒嵌入活性炭的多孔結構中；再將制得的氧化石墨烯改性活性炭進行抽濾、晾 干，在加熱的條件下，通過偶聯劑作用將氧化石墨烯固載于活性炭的中孔、大孔結構中。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：一種氧化石墨烯改性活性炭，其特征在于， 氧化石墨烯通過偶聯劑作用被嵌入并固載于活性炭的中孔、大孔結構中。

進一步地，所述一種氧化石墨烯改性活性炭的制備方法包括以下步驟：

(1)制備氧化石墨烯的水體分散液：將氧化石墨烯、助劑、偶聯劑及水混合制得氧化石 墨烯的水體分散液；

(2)制備氧化石墨烯改性活性炭：將顆?；钚蕴拷胨霾襟E(1)制得的氧化石墨烯 的水體分散液中，在60-150℃溫度條件下進行高速攪拌、加熱反應，時間為2-48小時；

(3)固載氧化石墨烯改性活性炭：將步驟(2)中制得的氧化石墨烯改性活性炭進行抽 濾、清洗、晾干后，利用熱固法通過偶聯劑作用將氧化石墨烯固載于活性炭的中孔、大孔結 構中，所述熱固法的加熱溫度為60-150℃，加熱時間為30min至24h。

作為本發明的進一步限定，所述的制備方法步驟(1)中，制備氧化石墨烯水體分散液的 分散方法包括超聲波、高速攪拌、球磨攪拌、加熱等。

作為本發明的進一步限定，所述助劑為表面活性劑、消泡劑、分散劑、螯合劑和增稠劑 中的至少一種；