[發明專利]一種氧化石墨烯-氫氧化釔復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910048704.9
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109876769B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 閆海剛;蔡雅靜;蔡舒雅;魏詩佳;邱瑋瑋
• 申請（專利權）人: 閩南師范大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/10
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 趙桂芳

本發明公開了一種氧化石墨烯?氫氧化釔復合材料、制備方法及其應用。通過直接沉淀法與水熱合成法制備氧化石墨烯?氫氧化釔復合材料(Y(OH)₃/GO)，通過SEM、FT?IR等對Y(OH)₃/GO復合材料的結構進行表征，研究其結構與性質；用其吸附和去除溶液中的剛果紅(CR)和磷酸根離子(PO₄^3?)研究其吸附性能，并通過在不同pH、時間、溫度以及初始質量濃度等條件下對剛果紅(CR)和磷酸根離子(PO₄^3?)的吸附效果進行探討，確定了最佳吸附條件，并通過對Langmuir等溫吸附方程的擬合得到剛果紅和磷酸根離子的最大吸附量分別為411.5mg/g和464.4mg/g，吸附效果顯著，性能優越。

【技術領域】

本發明屬于水處理劑制備技術領域，具體涉及一種氧化石墨烯-氫氧化釔復合材料、制備方法及其應用。

【背景技術】

有許多廢水處理技術，如:絮凝、膜過濾、溶劑萃取、生物吸附、化學沉淀、離子交換、反向滲透、電凝聚法、燒結、電解沉淀法、混凝和吸附法等。其中吸附法以生產廉價和操作處理過程簡單的優勢已成為廣泛采用的去除污染物的方法，設計吸附能力優異的新型吸附劑顯得非常重要。

吸附劑種類很多，主要可分為3類：

第一類是為較常見的多孔吸附材料，如活性炭、沸石及吸附樹脂等。

第二類是無孔吸附材料，這類材料目前研究的較少，主要包括纖維材料(如：玻璃纖維、棉纖維以及化學纖維等)、生物材料(包括藻類、殼聚糖、菌絲體及活性污泥等)和礦物材料(如高嶺土、磁鐵礦)等。

第三類是納米吸附材料，由于納米吸附材料通常具有較大的比表面積及良好的表面吸附活性，所以在近些年它已經成為環境工作者的研究焦點。目前研究最多的是碳納米管、(氧化)石墨烯、富勒烯、二氧化鈦納米管等。

氧化石墨烯(結構如下式)作為一種新型的單層碳原子厚度的二維材料，其表曲富含多種活性基團,主要包括大量的羥基、羧基、環氧基等含氧官能團在其表面，這些活性含氧基團的存在可以為污染物提供必要的吸附位點，大大的提高了 GO的溶解性，能夠有效的避免發生團聚現象，而GO對各種染料和金屬離子的吸附能力主要在于其陰陽離子之間發生的作用力，所以GO具有優越的吸附性能，在處理染料廢水具有非常大應用前景，但是吸附后的氧化石墨烯將會溶解在水中，不易回收，不能重復利用，造成極大浪費。

所以發明可回收的新型氧化石墨烯基金屬化合物復合材料吸附劑成為新熱點。

迄今為止已經合成了多種(氧化)石墨烯基金屬化合物納米材料，包括與 TiO₂、ZnO、MnO₂、CeO₂、Fe₃O₄、Zn—Fe₃O₄、Ag₃PO₄、Bi₂WO₆等復合材料。合成氧化石墨烯-稀土化合物復合材料作為吸附劑還比較少見。直接沉淀法的方法是最常用的制備方法。采用包括溶膠一凝膠法、水熱/溶劑熱方法、電化學沉積、微波輔助的生長等方法制備氧化石墨烯一金屬化合物復合材料也取得了不錯的效果。

稀土材料相比較普通材料擁有更優越的性能，在吸附材料方面的應用也擁有巨大潛力。近年來，在稀土復合材料方面的研究也備受關注。