[發明專利]表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010531728.2
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN112479304B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 顧寶珊;卜凡偉;楊培燕;趙皓琦
• 申請（專利權）人: 中科遠方（北京）科技有限公司
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/28;C01B32/198
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波

一種表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料的制備方法，該方法包括：將多孔材料浸入氧化石墨烯分散液中一段時間，取出瀝干溶液，干燥，即得到所述表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料。上述方法制備過程中無需特殊設備，也無需清洗和親水性處理，易于工業生產；充分利用了紅磚塊、混凝土塊等硅酸鹽型材料親水性好、且本身具有多孔結構、吸附性強的優點，一方面變廢為寶，另一方面大大增加了氧化石墨烯材料與污水接觸的表面積，提高了光催化效率。

技術領域

本發明屬于無機功能材料領域。具體涉及一種表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料、其制備方法及應用。

背景技術

人類社會進入工業文明以來，環境污染問題日益嚴重。對人類健康造成不利影響的環境污染主要包括空氣污染、水污染、土壤污染等。水是生命之源，水污染的治理又是環境治理中的重點。目前，光催化技術被廣泛用于水污染的治理。通過光催化治理水污染的原理是：通過太陽光照射在光催化劑上誘導產生羥基自由基、超氧自由基等多種活性成分，這些活性成分可以協同降解污染水體中的有機污染物，從而解決污染水體富營養化以及化學需氧量過高的問題，達到凈化污染水體的目的。

石墨烯是一種具有廣泛用途的新材料，近年來，石墨烯復合材料也被用在污水處理領域。石墨烯材料具有很好的電子傳輸性能，在光催化降解水中的有機污染物過程中，石墨烯類材料可以與光催化材料相結合，石墨烯材料作為光催化過程中的吸附劑和電子受體，能夠大大增強光催化污水處理過程中對有機物和重金屬污染物的降解效率。

但是，當前已有的用于水處理的石墨烯復合材料存在成本高、難以大規模工業生產等不足。

發明內容

為了改善現有技術，本發明旨在提供一種表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料。本發明提供如下技術方案：

本發明的實施例提供一種表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料的制備方法，所述方法包括：將多孔材料浸入氧化石墨烯分散液中一段時間，取出瀝干溶液，干燥，即得到所述表面具有功能氧化石墨烯薄膜的多孔材料。

根據本發明的一種實施方式，例如，所述氧化石墨烯分散液通過如下方法制備：

(a)將高純鱗片石墨和硝酸鈉加入濃硫酸中，制冷至0℃，并且一直攪拌，在0℃下保溫一段時間；

(b)緩慢加入高錳酸鉀，加高錳酸鉀過程中溫度保持在0～5℃，繼續攪拌一段時間；

(c)升溫到30-50℃繼續攪拌一段時間；

(d)停止加熱繼續攪拌，緩慢加入一定量的去離子水，控制體系溫度在90℃以下；

(e)控制體系溫度不超80℃情況下加入一定量質量分數為30％的雙氧水，攪拌5-20分鐘后取出；

(f)洗滌氧化石墨烯并分離，然后通過測定水中氧化石墨烯的含量，加入計量純水配置得到一定濃度的氧化石墨烯分散液；

優選的，所述高純鱗片石墨的尺寸為200目-1200目，優選200目-1000目，更優選300目-1000目，更優選400目-800目；

優選的，所述步驟(a)中所述保溫一段時間為1h，優選2h；優選的，所述步驟(a)中所述保溫一段時間為1h-5h，優選2h-4h；

優選的，所述步驟(d)中體系溫度控制在70℃-90℃，優選控制在75℃-85℃，更優選控制在77℃-82℃，最優選控制在80℃；

優選的，步驟(f)中所述洗滌氧化石墨烯為：用去離子水反復洗滌氧化石墨烯至中性；

優選的，所述高純鱗片石墨的純度95％，優選97％，優選98％；

優選的，在步驟(a)中，所述高純鱗片石墨和所述硝酸鈉的質量比為1:0.5-1.5，優選為1:0.8-1.2，優選1:1；