[發明專利]一種氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽多孔吸附材料的制備及應用

在審

• 申請號: 201910301428.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109894100A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 楊紅軍;夏江寶;孫景寬
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 夏燕

本發明屬于納米復合材料與環境修復技術領域，涉及氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽層狀多孔吸附材料的制備及其在環境修復中的應用。本發明以氧化石墨烯材料為基底，利用豐富的含氧官能團錨定磁性氧化鐵，再在氧化石墨烯表面原位沉積聚三聚硫氰酸三鈉鹽而制得的復合材料。本發明所制備復合材料用于水體、土壤等重金屬鉛和鎘污染環境的凈化，在重金屬污染環境修復領域具有廣闊的應用前景。本發明方法原料易得，制備簡單，適于放大生產。

技術領域

本發明屬于納米復合材料與環境修復技術領域，具體涉及一種氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽層狀多孔吸附材料的制備及應用。

背景技術

隨著世界經濟的發展，造紙、電鑲、采礦等工業污水的肆意排放，化肥、農藥的不合理使用及生活污水的排放，使得重金屬污染目前已經成為危害最大的水污染問題之一。由于重金屬離子存在生物富集效應，可通過食物鏈進入人體并富集，損害人體器官和組織功能，嚴重威脅人們的生命健康安全。而對于水體重金屬污染治理，諸如化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、生物質法、電化學法和絮凝沉積法等被陸續報道并用于水體重金屬污染的治理。實踐證明：上述方法對重金屬離子的凈化去除都有一定的功效，但也都存在諸多弊端，如容易造成二次污染，制備方法和過程比較復雜，成本高昂，選擇性差等。吸附法由于材料來源廣泛，工藝簡單，吸附速率快、去除效率高和可循環使用等優勢而被廣泛關注。石墨烯碳納米材料由于具有巨大的比表面積、獨特的sp2雜化軌道蜂窩狀碳骨骼結構，穩定的物理/化學特性，而被廣泛關注。

與傳統材料相比，納米材料有著全新優良的物理/化學特性。特別是其巨大的比表面積，使其對污染物有著優異的吸附能力，而被廣泛關注和期待。近年來，磁性納米復合材料由于其可磁性回收，且能協同利用各材料組分的優點而成為一種具有廣泛應用前景的新型復合材料。但現有報道中磁性納米復合材料制備工藝所合成的復合材料存在形狀不均勻，功能層材料含量低，易脫落等技術不足，致使磁性納米復合材料仍然沒有得到廣泛的應用。

申請號為201310377886.7的中國發明專利公開了一種氧化石墨烯- 鼠李糖脂復合材料的制備方法，具體步驟為：將氧化石墨烯加入至分散劑中，超聲分散后形成氧化石墨烯混合液；向混合液中加入鼠李糖脂、1- 乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和4-二甲氨基吡啶并超聲反應，再加入一定量無水甲醇攪拌以產生沉淀；將沉淀產物洗滌離心，最后經真空冷凍干燥制得氧化石墨烯-鼠李糖脂復合材料。

申請號為201410511058.2的中國發明專利公開了一種廢水處理用氧化石墨烯多孔復合材料，包括以下組分且各組分的重量份數分別為：氧化石墨烯：3-5份；層狀硅酸鹽：2-3份；明膠：3-5份。該發明所述的方法制備得到的氧化石墨烯多孔復合材料機械性能好、組織結構規整、孔隙率高及生物相容性好，非常適用于吸附用行業。

近年來磁性復合材料由于回收便捷，同時能夠協同利用各材料組分的優異性能而成為一種具有廣泛應用前景的明星材料。但是，到目前為止，氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽層狀多孔吸附材料的制備尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有層狀多孔結構的氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽復合吸附劑的制備方法及其應用。

本發明所提出的具有層狀多孔結構的氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽復合材料，是以氧化石墨烯材料為基底，利用豐富的含氧官能團錨定磁性氧化鐵，再在氧化石墨烯表面原位沉積聚三聚硫氰酸三鈉鹽而制得的復合材料并將其用于水體中重金屬鉛和鎘的凈化。其綜合了磁性回收以及多孔材料的高效吸附性能，在重金屬污染水體處理等領域有廣闊的應用前景。

本發明通過下述技術方案實現上述技術目的：

一種氧化石墨烯/氧化鐵/聚三聚硫氰酸三鈉鹽層狀多孔吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

1）將氧化石墨烯超聲分散至去離子水中，得分散液A；