CN104475043B - 一种氧化石墨烯基功能纸的应用 - Google Patents

一种氧化石墨烯基功能纸的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104475043B
CN104475043B CN201410670395.6A CN201410670395A CN104475043B CN 104475043 B CN104475043 B CN 104475043B CN 201410670395 A CN201410670395 A CN 201410670395A CN 104475043 B CN104475043 B CN 104475043B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene oxide
paper
application
water
heavy metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410670395.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104475043A (zh
Inventor
孙立涛
毕恒昌
曹海燕
万树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201410670395.6A priority Critical patent/CN104475043B/zh
Publication of CN104475043A publication Critical patent/CN104475043A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104475043B publication Critical patent/CN104475043B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/44—Materials comprising a mixture of organic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明涉及一种氧化石墨烯基功能纸的应用，即是一种基于氧化石墨烯的功能纸在水处理中的应用，属于环保应用材料领域，其特点是：将具有氧化石墨烯成分的复合纸应用在废水净化处理中。本发明由于在废水净化中采用了氧化石墨烯复合纸，复合纸能够高效吸附水中的染料、重金属离子等污染质，实现了水体净化，有效的提高了水质，同时节约了水资源。这种氧化石墨烯复合纸结构规整，稳定性和吸附性优良，且纸的形状、尺寸、厚度可以控制。本发明工艺简单，成本低，实用性强，而且不会造成二次污染，具有广阔的应用前景。

Description

一种氧化石墨烯基功能纸的应用
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯复合纸的应用，属于环保应用材料的技术领域。
背景技术
随着工业的飞速发展，染料废水和重金属废水的排放量不断增大，这已成为严重的社会问题。染料和重金属可以通过水体积累等方式对水环境及整个生态系统产生危害，并可通过接触或经食物在人体内聚集，诱发各种疾病，危机人类的身体健康。因此，研发一种高效、高吸附容量、高度选择性、高吸附稳定性的新型吸附材料迫在眉睫。
氧化石墨烯(grapheneoxide，GO)，是石墨烯功能化的衍生物，也可以说是氧化石墨经过机械剥离得到的单层氧化石墨薄片。氧化石墨烯的结构与石墨烯类似，接近平面并呈现二维网状结构，所不同的是，氧化石墨烯表面具有多种含氧基团，如C＝O，C-OOH，C-OH等(ChemicalEngineeringJournal,2014,257,299-308)。GO由于表面存在大量的高反应活性的含氧官能团，并且具有突出的力学性能、极好的导热性和较大的比表面积，不仅可以在水溶液中形成稳定的悬浮液，并且能够吸附多种离子，特别适合作为环境友好的吸附剂，具有可重复利用，吸附平衡时间短等优点。而且，基团的存在使得氧化石墨烯能够良好地在许多溶液中分散特别是在水中分散，这对于加工和制备氧化石墨烯复合物具有重要的意义。
日常生活中使用的纸巾，具有很多吸引人的优点，如价格低廉、无毒安全、高的可利用性、良好的机械性能和可再生性，几乎不溶于水，在水中稳定性好，可以以纸巾为载体将氧化石墨烯紧紧附着于载体上，实现氧化石墨烯的价值，同时在其吸附后，能够将氧化石墨烯复合纸容易的取出，也不会二次污染水质。这种用于废水处理环保领域的材料，意义重大，具有很好的市场推广和应用价值，经济效益和社会效益十分显著。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯基复合纸的应用，能去除废水中的染料和重金属离子。
技术方案：本发明所述的一种氧化石墨烯基功能纸采用如下方法应用：
1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，按质量称取氧化石墨烯放入去离子水中，在功率为100W的超声装置中室温下超声1-5小时，得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液；
2)将纸巾浸泡在氧化石墨烯溶液中，放置3-5小时，充分浸渍；
3)从氧化石墨烯溶液中，用镊子轻轻的取出浸渍后的纸巾，将其铺展在锡箔纸上，在温度为40℃下干燥12h，就得到氧化石墨烯复合纸；
4)将具有氧化石墨烯基的复合纸应用在废水净化处理中：将氧化石墨烯复合纸放入含有染料和/或重金属离子的废水中，进行吸附，达到废水净化处理指标后，将复合纸从水中取出。
所述的氧化石墨烯复合纸在水处理中的应用，是将氧化石墨烯复合纸用于含有染料和/或重金属离子的废水的净化。
所述的染料包括：亚甲基蓝、甲基橙、刚果红、罗丹明B，重金属离子包括：Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr2+。
将氧化石墨烯复合纸放入含有染料和/或重金属离子的废水中，进行吸附，达到废水净化处理指标后，将复合纸从水中取出。
有益效果：本发明具有的优点和积极效果是：
1.本发明由于在废水净化中采用了氧化石墨烯复合纸，复合纸能够高效吸附水中的染料、重金属离子等污染质，实现了水体净化，有效的提高了水质，同时节约了水资源。
2.本发明将氧化石墨烯复合纸应用于水体净化中，操作简单，成本低，实用性强，而且不会造成二次污染，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明作具体的介绍，但本发明的保护范围不限于此：
1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，按质量称取氧化石墨烯放入去离子水中，在功率为100W的超声装置中室温下超声1-5小时，得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液；
2)将纸巾浸泡在氧化石墨烯溶液中，放置3-5小时，充分浸渍；
3)从氧化石墨烯溶液中，用镊子轻轻的取出浸渍后的纸巾，将其铺展在锡箔纸上，在温度为40℃下干燥12h，就得到氧化石墨烯复合纸；
4)将具有氧化石墨烯基的复合纸应用在废水净化处理中：将氧化石墨烯复合纸放入含有染料和/或重金属离子的废水中，进行吸附，达到废水净化处理指标后，将复合纸从水中取出。
所述的氧化石墨烯复合纸在水处理中的应用，是将氧化石墨烯复合纸用于含有染料和/或重金属离子的废水的净化。
所述的染料包括：亚甲基蓝、甲基橙、刚果红、罗丹明B，重金属离子包括：Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr2+。
实施例1：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附亚甲蓝中的应用
将氧化石墨烯复合纸放入到亚甲基蓝溶液中，吸附时间为7h，
实施例2：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附罗丹明B中的应用
将氧化石墨烯复合纸放入罗丹明B溶液中，吸附时间为7h，
实施例3：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附甲基橙染料中的应用
将氧化石墨烯复合纸放入甲基橙溶液中，吸附时间为7h，溶液颜色明显变淡；
实施例4：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附刚果红染料中的应用
将氧化石墨烯复合纸放入刚果红溶液中，吸附时间为7h，溶液颜色明显变淡；
实施例5：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附重金属离子铅(Pb2+)的应用
将氧化石墨烯复合纸放入浓一定浓度的硝酸铅溶液中，吸附时间为24h，经仪器ICP检测，溶液中铅浓度明显下降；
实施例6：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附重金属离子镉(Cd2+)的应用，
将氧化石墨烯复合纸放入浓一定浓度的硝酸镉溶液中，吸附时间为24h，经仪器ICP检测，溶液中镉浓度明显下降；
实施例7：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附重金属离子铜(Cu2+)的应用，
将氧化石墨烯复合纸放入浓一定浓度的硝酸铜溶液中，吸附时间为24h，经仪器ICP检测，溶液中铜离子浓度明显下降；
实施例8：一种氧化石墨烯基功能复合纸在吸附重金属离子铬(Cr2+)的应用，
将氧化石墨烯复合纸放入浓一定浓度的硝酸铬溶液中，吸附时间为24h，经仪器ICP检测，溶液中铬离子浓度明显下降。

Claims (3)

1.一种氧化石墨烯基功能纸的应用，其特征在于：
1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，按质量称取氧化石墨烯放入去离子水中，在功率为100W的超声装置中室温下超声1-5小时，得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液；
2)将纸巾浸泡在氧化石墨烯悬浮液中，放置3-5小时，充分浸渍；
3)从氧化石墨烯悬浮液中，用镊子轻轻的取出浸渍后的纸巾，将其铺展在锡箔纸上，在温度为40℃下干燥12h，就得到氧化石墨烯复合纸；
4)将具有氧化石墨烯基的复合纸应用在废水净化处理中：将氧化石墨烯复合纸放入含有染料和/或重金属离子的废水中，进行吸附，达到废水净化处理指标后，将复合纸从水中取出。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基功能纸的应用，其特征在于所述的氧化石墨烯复合纸在水处理中的应用，是将氧化石墨烯复合纸用于含有染料和/或重金属离子的废水的净化。
3.根据权利要求2所述的氧化石墨烯基功能纸的应用，其特征在于所述的染料包括：亚甲基蓝、甲基橙、刚果红、罗丹明B，重金属离子包括：Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr2+。
CN201410670395.6A 2014-11-20 2014-11-20 一种氧化石墨烯基功能纸的应用 Active CN104475043B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410670395.6A CN104475043B (zh) 2014-11-20 2014-11-20 一种氧化石墨烯基功能纸的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410670395.6A CN104475043B (zh) 2014-11-20 2014-11-20 一种氧化石墨烯基功能纸的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104475043A CN104475043A (zh) 2015-04-01
CN104475043B true CN104475043B (zh) 2016-06-29

Family

ID=52749726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410670395.6A Active CN104475043B (zh) 2014-11-20 2014-11-20 一种氧化石墨烯基功能纸的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104475043B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106283851A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 山东交通学院 一种氧化石墨烯改性油水分离滤纸及其制备方法
CN108166294A (zh) * 2017-12-23 2018-06-15 林荣铨 一种含石墨烯的纸制品及其制备方法
CN110115981A (zh) * 2019-05-16 2019-08-13 齐鲁理工学院 一种氧化石墨烯/玉米芯复合材料及其制备方法和应用
CN110485209B (zh) * 2019-08-07 2021-12-21 大连工业大学 一种具有速热性能的石墨烯复合纸的制备及其应用
CN111203187A (zh) * 2020-01-15 2020-05-29 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 用于去除地下水中污染物的修复材料、其制备方法及应用
CN115155527A (zh) * 2022-06-28 2022-10-11 广州市北二环交通科技有限公司 工程废弃泥浆制备工业废水净化过滤材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055814A (zh) * 2013-01-17 2013-04-24 山东大学 一种石墨烯转刷及其制备方法
CN203852878U (zh) * 2013-08-21 2014-10-01 福建省辉锐材料科技有限公司 一种过滤器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759983A (en) * 1986-05-30 1988-07-26 Union Oil Company Of California Pressure sensitive adhesives and adhesive articles
JPH07136669A (ja) * 1993-11-22 1995-05-30 Kankyo Eng Kk 溶存重金属含有排水の処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055814A (zh) * 2013-01-17 2013-04-24 山东大学 一种石墨烯转刷及其制备方法
CN203852878U (zh) * 2013-08-21 2014-10-01 福建省辉锐材料科技有限公司 一种过滤器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104475043A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104475043B (zh) 一种氧化石墨烯基功能纸的应用
Liu et al. High-performance wastewater treatment based on reusable functional photo-absorbers
CN103723788B (zh) 锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法
CN104984728A (zh) 一步法合成掺氮石墨烯水凝胶并用于电吸附水中重金属离子
Jiang et al. Immobilization of BiOX (X= Cl, Br) on activated carbon fibers as recycled photocatalysts
CN103272560B (zh) 一种复合水处理材料及其制备方法
CN103131041B (zh) 一种表面改性聚氨酯吸油材料及其制备方法
Zhao et al. Removal of Cr6+ ions from water by electrosorption on modified activated carbon fibre felt
KR101830078B1 (ko) 구리이온 회수용 복합전극과 이를 포함하는 복합전극 모듈, 복합전극 모듈 시스템 및 이의 제조방법, 이를 이용한 구리이온 회수방법
CN106582626A (zh) 一种新型银离子掺杂TiO2复合材料的制备方法及应用
Wang et al. Green one‐pot preparation of α‐Fe2O3@ carboxyl‐functionalized yeast composite with high adsorption and catalysis properties for removal of methylene blue
CN104743644B (zh) 水处理用电极膜及其制备与应用
CN104037380B (zh) 一种基于聚多巴胺的改性聚合物颗粒隔膜的制备方法
Khalid et al. Selective detection of preferential activity of Lanthanum ion at zinc oxide functionalized nanochannel
CN102381871A (zh) 内置有减阻剂的仿鲨鱼复合减阻表面的制作方法
CN103626357B (zh) Al-ZnO-AC电极的制备方法及一种纳米电吸附去除微咸水盐分装置
CN104383879B (zh) 基于氧化石墨烯修饰的功能性复合纸的制备方法
CN104645942A (zh) 一种竹笋壳吸附材料制备方法
Zhang et al. Preparation of a Bi2MoO6/Bi2Sn2O7 composite photocatalyst and its photocatalytic performance and toxicity test
Ge et al. Superhydrophobic CdS–melamine elastomer catalyst design with evaluation of its pollutant degradation performance under visible light
CN106145284A (zh) 一步法合成的掺氮石墨烯气凝胶应用于电吸附水中重金属离子锌
CN104707559A (zh) 一种铝离子掺杂氧化锌吸附剂(azo),制备方法及其应用
Ma et al. Structure and Process Optimization for Highly‐Efficient Membrane Capacitive Deionization
CN204412021U (zh) 一种丙酮吸收装置
Palani et al. Facile synthesis of novel AgBr/Ag/AgCoO2 composite coated petrocoke beads for the visible light degradation of organic effluents

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant