[發(fā)明專(zhuān)利]三維石墨烯凝膠復(fù)合材料及其制備、應(yīng)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210407044.0
• 申請(qǐng)日: 2022-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114669301A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安偉佳;胡金山;楊濤;劉暢;崔文權(quán);梁英華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/745
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/745;B01J23/75;B01J23/80;B01J23/843;B01J23/847;B01J37/32;B01J37/34;C02F1/72;C02F1/30;C02F1/28;B01J20/20;B01J20/28;C02F101/30
• 代理公司: 唐山科軒專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13146
• 代理人: 孔娟

1.一種三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

制備步驟如下：

（1）以石墨為原料，采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯溶液；

（2）稱(chēng)取一定量的光芬頓催化劑加入到步驟（1）溶液中，在室溫下超聲處理；

（3）在步驟（2）所得的混合溶液中加入還原性物質(zhì)，超聲處理后轉(zhuǎn)移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)；

（4）將反應(yīng)液冷卻至室溫后采用去離子水充分浸泡，后置于冰箱中進(jìn)行冷凍處理；

（5）將步驟（4）冷凍所得的樣品在真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，得到三維石墨烯凝膠復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）所得氧化石墨烯溶液在去離子水中超聲2~5 h，溶度為5~20 mg/mL。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，氧化石墨烯溶液所含石墨烯與光芬頓催化劑的質(zhì)量比在0.1~1:1；光芬頓催化劑均勻分散在氧化石墨烯表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述的光芬頓催化劑包括鐵酸鹽體系MFe2O4（其中M=Co、Zn、Cu等）、鉍酸銅、鐵酸鉍、釩酸鐵、Fe摻雜Bi系材料中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述的還原性物質(zhì)包括抗壞血酸、葡萄糖、硼氫化鈉等；

所述還原性物質(zhì)與步驟（2）溶液中所含氧化石墨烯的質(zhì)量之比為5~15:1；超聲處理時(shí)間控制在2~5 h；反應(yīng)釜中反應(yīng)溫度120~180℃，反應(yīng)時(shí)間在4~12 h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（4）所述的冰箱冷凍溫度為-20~-10℃，冷凍時(shí)間控制在12~24 h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（5）所述的冷凍干燥溫度為-40~-20℃，真空度為20~200 pa，冷凍時(shí)間控制在12~24 h。

8.一種三維石墨烯凝膠復(fù)合材料，其特征在于，如權(quán)利要去1-8中任一項(xiàng)所述方法制備的三維石墨烯凝膠復(fù)合材料；所述三維石墨烯凝膠復(fù)合材料呈現(xiàn)出三維宏觀(guān)結(jié)構(gòu)，壓縮后可迅速恢復(fù)原狀。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述三維石墨凝膠復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于：所述三維石墨凝膠復(fù)合材料用于吸附-光催化芬頓催化降解多場(chǎng)耦合處理廢水的催化劑；所述催化劑既有光催化降解活性，也可進(jìn)行芬頓反應(yīng)。