[發(fā)明專利]一種氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110473430.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113070041B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉開琪;尚陽陽;孫廣超;張佳鈺;閆明偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中科南京綠色制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種氧化石墨烯?有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯與溶劑混合超聲，得到氧化石墨烯懸浮液；(2)將步驟(1)得到的氧化石墨烯懸浮液與含螯合基團有機物溶液混合，調(diào)節(jié)pH，之后超聲、過濾、干燥，得到所述氧化石墨烯?有機復(fù)合吸附材料。本發(fā)明提供的氧化石墨烯?有機復(fù)合吸附材料制備工藝簡單，成本低，重金屬離子吸附效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及一種吸附效果好的氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

伴隨著人類社會的快速發(fā)展，礦山、冶煉、電解、電鍍、農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等工業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生的大量含重金屬(Co、Ni、As、Cu、Cr、Zn、Cd、Pb和Hg等)廢水對環(huán)境的污染也越來越嚴重。由于重金屬離子具有不易被生物降解的特點，它能通過生物鏈循環(huán)逐漸進入植物體、動物體，并在其中富集，并最終危害到人類的自身健康。因此如何有效去除廢水中重金屬離子已經(jīng)成為人類必須面對的課題。相比其他重金屬去除方法，吸附法由于具有成本低，效率高，操作簡易，具有廣泛的應(yīng)用前景。

工程領(lǐng)域中常見的吸附劑主要有活性炭、沸石、介孔材料、樹脂以及高分子聚合物等。但這些常規(guī)吸附劑存在吸附容量小、吸附效率偏低等缺陷。近年來，以氧化石墨烯(GO)為代表的碳納米材料，由于其具有獨特的極高表面積、強大的吸附能力等，已經(jīng)成為世界各國環(huán)境領(lǐng)域?qū)＜已芯康臒狳c。盡管已有多種包括氧化石墨烯復(fù)合材料在內(nèi)的吸附劑對重金屬離子具有一定的吸附移除作用，但存在復(fù)合材料制備過程復(fù)雜或吸附效果還不是特別好的缺陷。

CN103910355A公開了一種多孔三維石墨烯的制備方法，以氧化石墨烯為原料，將碳酸鹽或碳酸氫鹽引入到氧化石墨烯中，形成氧化石墨烯(GO)-碳酸鹽或碳酸氫鹽混合物；在弱堿性條件下加入還原劑，進行水熱反應(yīng)，得到石墨烯-碳酸鹽或碳酸氫鹽凝膠，之后通過酸與碳酸鹽或碳酸氫鹽反應(yīng)釋放氣體，產(chǎn)生大量貫通的孔，即得到貫通多孔的三維石墨烯。該發(fā)明方法操作簡單、成本低廉，制備的多孔三維石墨烯具有導(dǎo)電率高、比表面積大、親疏水等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱復(fù)合材料、儲能材料、吸附材料等領(lǐng)域。

CN103663601B公開了一種氧化石墨烯膠體吸附分離低濃度重金屬離子的方法，利用透析膜的篩分特點和氧化石墨烯膠體強烈吸附重金屬離子的性能，將氧化石墨烯膠體封裝在透析袋內(nèi)放入重金屬離子溶液中，重金屬離子快速通過透析膜被高效吸附，實現(xiàn)重金屬離子的分離和富集，吸附離子的氧化石墨烯經(jīng)酸性溶液處理后，重金屬離子可高效脫附，同時氧化石墨烯可再生并循環(huán)使用，由于透析袋內(nèi)的氧化石墨烯無法通過透析袋，不進入被吸附的水溶液，避免了吸附劑的二次污染，大大減少了固液分離量。該發(fā)明實施簡單、吸附容量大、速度快，對高效快速治理水體重金屬離子污染，保護生態(tài)環(huán)境，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面有重要的社會意義。

目前由于復(fù)合材料制備過程復(fù)雜，吸附效果還不是特別好使其使用受到限制。因此，如何提供一種吸附效果好的氧化石墨烯復(fù)合材料，成為了亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用，尤其提供一種吸附效果好的氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料制備工藝簡單，成本低，重金屬離子吸附效果好。

為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將氧化石墨烯與溶劑混合超聲，得到氧化石墨烯懸浮液；

(2)將步驟(1)得到的氧化石墨烯懸浮液與含螯合基團有機物溶液混合，調(diào)節(jié)pH，之后超聲、過濾、干燥，得到所述氧化石墨烯-有機復(fù)合吸附材料。