[發(fā)明專利]一種負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法及應用

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• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111957297A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 薛烽;劉洪亮
• 申請（專利權）人: 常州良福朗清生物科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02;B01J27/24;B01J35/10;B01J37/10;B01J37/32
• 代理公司: 常州萬為知識產權代理事務所(普通合伙) 32441
• 代理人: 袁程斌

本發(fā)明屬于石墨烯氣凝膠領域，特別涉及一種具有光催化作用的負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法及應用，一種負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法，其特征在于：包括以下步驟：S1:將0.1g?1ｇ硫脲和0.01g?0.1g的CuS納米粒子分散于濃度為0.1g/L?10g/L的20?500mL氧化石墨烯溶液中，超聲30?180min；S2:然后將混合物放入高壓釜中，在90?200攝氏度下加熱5?24小時，生成石墨烯水凝膠；S3:將所得石墨烯水凝膠在1%?90%的酒精溶液中洗滌5次，每次浸泡4h左右；S4：將洗滌干凈的水凝膠使用冷凍干燥機冷凍干燥，48h后取出得到負載CuS納米球的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠；將光催化劑分布在石墨烯氣凝膠中，可以有效降解被吸附的有機物，改善了現有石墨烯氣凝膠存在的吸附飽和和二次釋放的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于石墨烯氣凝膠領域，特別涉及一種具有光催化作用的負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法及應用。

背景技術

隨著經濟全球化和工業(yè)化的持續(xù)發(fā)展，生產和生活中產生的水污染、重金屬污染、空氣污染不僅造成資源浪費，而且嚴重威脅生態(tài)環(huán)境和人類的健康。因此，積極開展高效低耗的水體和空氣污染防治，保護水資源和維護生態(tài)平衡實現綠色經濟十分必要。

石墨烯氣凝膠，也是世界上最輕的材料。相比于其優(yōu)異的導電性，有趣的超彈性，大比表面積，親油防火，超高孔隙率等一系列性能使得其具有非常廣泛的應用。研究表明，多孔石墨烯氣凝膠也可用于吸附有機試劑、染料、重金屬，應用于水體污染和空氣污染治理方面等。但吸附類材料均存在達到吸附飽和和二次釋放等問題。

發(fā)明內容

針對現有技術的不足，本發(fā)明公開了一種具有光催化作用的負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法及應用，將光催化劑分布在石墨烯氣凝膠中，可以有效降解被吸附的有機物，改善了現有石墨烯氣凝膠存在的吸附飽和和二次釋放的問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種負載納米CuS的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1:將0.1g-1ｇ硫脲和0.01g-0.1g的CuS納米粒子分散于濃度為0.1g/L-10g/L的20-500mL氧化石墨烯溶液中，超聲30-180min；

S2:然后將混合物放入高壓釜中，在90-200攝氏度下加熱5-24小時，生成石墨烯水凝膠；

S3:將所得石墨烯水凝膠在1%-90%的酒精溶液中洗滌5次，每次浸泡4h左右； S4：將洗滌干凈的水凝膠使用冷凍干燥機冷凍干燥，48h后取出得到負載CuS納米球的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠。

所述的S1中的CuS納米粒子由以下步驟制得，步驟如下：

a) 配置100mL溶液：乙醇/水體積比=1/9-9/1。

b) 0.1-50mmol的Cu(NO3)2.3H2O和0.1-50mmol的硫代乙酰胺加入到上述溶液中，攪拌10-100min。

c) 將溶液在50-90℃水浴中加熱攪拌1-12h，得到黑色沉淀。

d) 離心收集黑色沉淀物，再分別用乙醇清洗3遍，超純水清洗3遍。

e) 在-50℃下冷凍干燥12h。

步驟S2中的高壓釜為帶有聚四氟乙烯內襯的高壓釜。

根據權利要求1-3任意一樣所述的方法制備得到一種負載CuS納米球的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠。

根據權利要求4所述的一種負載CuS納米球的硫氮共摻雜石墨烯氣凝膠在降解有機污染物上的應用。