CN105214611A - 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法 - Google Patents

一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105214611A
CN105214611A CN201510581676.9A CN201510581676A CN105214611A CN 105214611 A CN105214611 A CN 105214611A CN 201510581676 A CN201510581676 A CN 201510581676A CN 105214611 A CN105214611 A CN 105214611A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gel ball
alginate
plural gel
graphene nano
porous
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.)
Pending
Application number
CN201510581676.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马杰
庄媛
陈君红
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.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji 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 Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201510581676.9A priority Critical patent/CN105214611A/zh
Publication of CN105214611A publication Critical patent/CN105214611A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法。包括：在酸性、碱性或中性水溶液中，加入氧化石墨烯、海藻酸钠和二价金属碳酸盐，通过超声和搅拌形成均匀混合溶液。将上述溶液逐滴滴入酸性溶液中，温度为18℃～100℃，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。本发明制备的多孔海藻酸盐-石墨烯复合凝胶球比不造孔的凝胶具有更高的比表面积，进一步提高了材料在吸附领域的应用前景。

Description

一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法
技术领域
本发明属环境工程材料领域，旨在发明一种制备多孔海藻酸盐/石墨烯纳米复合凝胶球吸附剂的方法。
背景技术
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种天然多糖碳水化合物，能在二价盐离子溶液中发生交联形成凝胶，海藻酸钠具有增稠性好、成膜性好、凝胶强度高、成丝性好等优点，但由于比较面积较低，常通过与纳米材料进行复合以提高吸附性能。
申请号为201310483262.3的专利一种氧化石墨烯多孔复合材料及其制备方法提出，将石墨烯、海藻酸钠和明胶复合，能够制备出性能优良的多孔复合材料，但该专利中提及的多孔仅是材料本身具有的孔隙。
发明内容
本发明旨在发明一种一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法。为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
(1)在酸性、碱性、或中性水溶液中，加入氧化石墨、海藻酸钠和二价金属碳酸盐，通过超声和搅拌直至形成均匀溶液；其中氧化石墨烯的浓度为0.1～20mg/mL，海藻酸钠浓度为1～20mg/mL，碳酸钙浓度为0.01～20mg/L。由于Mg2+不能使海藻酸钠交联形成凝胶，因此所述二价盐离子可以是除了Mg2+以外的所有二价盐。
(2)将所述混合溶液逐滴滴入酸溶液中，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球；其中酸相对于二价金属碳酸盐来说是过量的。酸可以是盐酸、硫酸、硝酸等所有酸溶液，但盐酸造孔效果最佳。原理：
在本发明中，利用二价金属碳酸盐与酸(推荐的是盐酸)反应生成二价金属离子和二氧化碳，其中产物中的二价金属离子是海藻酸钠的交联剂，产物中生成的气体二氧化碳能够使凝胶球产生大量孔隙，进一步提高了材料的比表面积，且一步即可制得，过程简单、绿色环保，易于扩大生产。
本发明一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，可作为一种多孔海藻酸盐/石墨烯纳米复合凝胶球吸附剂。制得的多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的比表面积和吸附性能高于同条件下非制孔的凝胶球，性能的提升程度随二价金属碳酸盐含量的增大而增大。
本发明的有益效果在于：
①本发明工艺简单，一步法同时实现了形成凝胶和造孔，易于推广。
②本发明所得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球比非造孔的凝胶球比表面积更高、吸附性能更好。
附图说明
图1为本发明所制备的多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
取三个烧杯。每个烧杯中加入40mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得2mg/mL氧化石墨烯溶液。分别向每个溶液中溶解20mg海藻酸钠，机械搅拌1h至形成均匀溶液，然后分别向三个烧杯中加入0.1、1、10mg碳酸钙，机械搅拌1h至形成均匀的氧化石墨烯/海藻酸钠溶液。
另取三个烧杯，均配置20％的HCl溶液，用蠕动泵分别向上述三个烧杯中的氧化石墨烯/海藻酸钠溶液逐滴滴入HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
经BET测试，随碳酸钙浓度升高，三个烧杯中中的凝胶球的比表面积依次是4.5、13.7、25.1m2/g。在亚甲基蓝初始浓度为1500mg/L时，随碳酸钙浓度升高，吸附量依次是962、1126、1382mg/g。由此可知，制得的多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的比表面积和吸附性能高于同条件下非制孔的凝胶球，性能的提升程度随二价金属碳酸盐含量的增大而增大。
实施例2
取三个烧杯，分别向三组烧杯中加入40mg、80mg、160mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得2mg/mL、4mg/mL、8mg/mL氧化石墨烯溶液，分别向每个溶液中溶解20mg海藻酸钠和20mg碳酸钡，机械搅拌1h至形成均匀溶液。另取三组烧杯，均配置20％的HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
实施例3
取三个烧杯，分别加入40mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得2mg/mL氧化石墨烯溶液，分别向每个溶液中溶解1、10、20mg海藻酸钠，机械搅拌1h至形成均匀溶液，然后分别加入10mg碳酸钙，机械搅拌1h至形成均匀溶液。
另取三个烧杯，均配置20％的HCl溶液，用蠕动泵将氧化石墨烯/海藻酸钠溶液逐滴滴入HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
实施例4
取三个烧杯，分别加入40mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得2mg/mL氧化石墨烯溶液，分别向每个溶液中溶解1、10、20mg海藻酸钠，机械搅拌1h至形成均匀溶液，然后分别加入10mg碳酸锌，机械搅拌1h至形成均匀溶液。
另取三个烧杯，均配置80％的HCl溶液，用蠕动泵将氧化石墨烯/海藻酸钠溶液逐滴滴入HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
实施例5
取三个烧杯，分别加入40mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得2mg/mL氧化石墨烯溶液，分别向每个溶液中溶解1、10、20mg海藻酸钠，机械搅拌1h至形成均匀溶液，然后分别加入1mg碳酸锶，机械搅拌1h至形成均匀溶液。
另取三个烧杯，均配置20％的HCl溶液，用蠕动泵将氧化石墨烯/海藻酸钠溶液逐滴滴入HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
实施例6
取三个烧杯，分别加入80mg氧化石墨和20mL蒸馏水，超声6h至溶液均匀，获得4mg/mL氧化石墨烯溶液，分别向每个溶液中溶解1、10、20mg海藻酸钠，机械搅拌1h至形成均匀溶液，然后分别加入10mg碳酸钡，机械搅拌1h至形成均匀溶液。
另取三个烧杯，均配置20％的HCl溶液，用蠕动泵将氧化石墨烯/海藻酸钠溶液逐滴滴入HCl溶液，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
通过二价金属碳酸盐对藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球进行造孔，制得的多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的比表面积和吸附性能高于同条件下非制孔的凝胶球，性能的提升程度随二价金属碳酸盐含量的增大而增大，制备过程简单环保，易于进行批量化生产。

Claims (5)

1.一种一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)向水中入氧化石墨烯、海藻酸钠和二价金属碳酸盐，通过超声和搅拌直至形成均匀溶液；其中氧化石墨烯的浓度为0.1～20mg/mL，海藻酸钠浓度为1～20mg/mL，二价金属碳酸盐浓度为0.01～20mg/L；
(2)将所述混合溶液逐滴滴入酸性溶液中，温度为18℃～100℃，即可获得多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球。
2.根据权利要求1所述的一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，其特征在于：由于Mg2+不能使海藻酸钠交联形成凝胶，因此所述二价金属碳酸盐中的二价金属盐离子可以是除了Mg2+以外的所有二价盐。
3.根据权利要求1所述的一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，其特征在于：酸可以是盐酸、硫酸、硝酸等所有酸溶液，但盐酸造孔效果最佳。
4.根据权利要求1所述的一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，其特征在于：所述的第二步骤中，酸相对于二价金属碳酸盐来说是过量的。
5.根据权利要求1所述的一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法，其特征在于：制得的多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的比表面积和吸附性能高于同条件下非制孔的凝胶球，性能的提升程度随二价金属碳酸盐含量的增大而增大。
CN201510581676.9A 2015-09-14 2015-09-14 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法 Pending CN105214611A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510581676.9A CN105214611A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510581676.9A CN105214611A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105214611A true CN105214611A (zh) 2016-01-06

Family

ID=54984081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510581676.9A Pending CN105214611A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105214611A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536726A (zh) * 2016-02-03 2016-05-04 上海应用技术学院 一种去除水溶液中环丙沙星的氧化石墨烯海藻酸钠复合吸附材料的制备方法
CN106633108A (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 辽宁石油化工大学 一种胺化石墨烯‑海藻酸钠复合凝胶球的制备方法
CN106944013A (zh) * 2017-05-16 2017-07-14 山东省科学院新材料研究所 海藻酸钠‑水滑石‑石墨烯凝胶球吸附水体中重金属铅离子的去除
CN109012580A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 山东利特纳米技术有限公司 一种石墨烯-活性炭多层多孔材料的制备方法
CN109896519A (zh) * 2019-03-18 2019-06-18 华东理工大学 一种用于吸附的三维石墨烯微球快速可控制备方法
CN111239221A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 河海大学常州校区 水体中痕量重金属离子电化学检测方法和检测系统
CN113772779A (zh) * 2021-09-18 2021-12-10 鞍钢栗田(鞍山)水处理有限公司 实现低浓度含氰焦化废水污泥减量化的药剂及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006175373A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Chube Univ 液相用吸着剤、および塩基性染料水溶液の処理方法
CN102888392A (zh) * 2012-10-11 2013-01-23 同济大学 一种用于油类污染水体原位修复的漂浮型包埋菌剂的制备方法
CN104785177A (zh) * 2015-03-23 2015-07-22 同济大学 一种海藻酸盐-石墨烯复合双网络凝胶球的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006175373A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Chube Univ 液相用吸着剤、および塩基性染料水溶液の処理方法
CN102888392A (zh) * 2012-10-11 2013-01-23 同济大学 一种用于油类污染水体原位修复的漂浮型包埋菌剂的制备方法
CN104785177A (zh) * 2015-03-23 2015-07-22 同济大学 一种海藻酸盐-石墨烯复合双网络凝胶球的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LING SUN ET AL: ""Graphene oxide captured for green use: Influence on the structures of calcium alginate and macroporous alginic beads and their application to aqueous removal of acridine orange"", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536726A (zh) * 2016-02-03 2016-05-04 上海应用技术学院 一种去除水溶液中环丙沙星的氧化石墨烯海藻酸钠复合吸附材料的制备方法
CN106633108A (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 辽宁石油化工大学 一种胺化石墨烯‑海藻酸钠复合凝胶球的制备方法
CN106633108B (zh) * 2016-11-23 2019-03-29 辽宁石油化工大学 一种胺化石墨烯-海藻酸钠复合凝胶球的制备方法
CN106944013A (zh) * 2017-05-16 2017-07-14 山东省科学院新材料研究所 海藻酸钠‑水滑石‑石墨烯凝胶球吸附水体中重金属铅离子的去除
CN106944013B (zh) * 2017-05-16 2020-05-22 山东省科学院新材料研究所 海藻酸钠-水滑石-石墨烯凝胶球吸附水体中重金属铅离子的去除
CN109012580A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 山东利特纳米技术有限公司 一种石墨烯-活性炭多层多孔材料的制备方法
CN109896519A (zh) * 2019-03-18 2019-06-18 华东理工大学 一种用于吸附的三维石墨烯微球快速可控制备方法
CN109896519B (zh) * 2019-03-18 2022-06-10 华东理工大学 一种用于吸附的三维石墨烯微球快速可控制备方法
CN111239221A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 河海大学常州校区 水体中痕量重金属离子电化学检测方法和检测系统
CN113772779A (zh) * 2021-09-18 2021-12-10 鞍钢栗田(鞍山)水处理有限公司 实现低浓度含氰焦化废水污泥减量化的药剂及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105214611A (zh) 一步法制备多孔海藻酸盐-石墨烯纳米复合凝胶球的方法
CN104785177A (zh) 一种海藻酸盐-石墨烯复合双网络凝胶球的制备方法
CN105175755B (zh) 一种高强度高拉伸双网络物理交联水凝胶及其制备方法
CN106984290B (zh) 可吸附重金属离子的壳聚糖/海藻酸钠磁性复合微球的制备方法
KR100954539B1 (ko) 키토산을 함유하는 수처리용 흡착제 및 이의 제조방법
CN106076272A (zh) 一种重金属离子吸附剂的制备方法
CN103894158B (zh) 一种钯吸附材料的制备方法及其应用
CN101787101A (zh) 一种高吸水性纳米树脂的制备方法
CN107413295B (zh) 多孔活性炭纳米纤维负载羟基磷灰石除氟材料的制备方法
CN106106522A (zh) 一种纳米氧化锌‑载银壳聚糖复合抗菌剂及其制备方法
CN102660250B (zh) 一种阳离子疏水缔合聚合物驱油剂及其制备方法
CN104130540A (zh) 一种纤维素基导电水凝胶及其制备方法与应用
CN109749095A (zh) 一种壳聚糖衍生物自愈水凝胶及其制备方法和应用
CN107200799A (zh) 金属离子配位天然高分子/聚丙烯酸自修复凝胶制备方法
CN107456948A (zh) 一种空气净化用石墨烯复合活性炭的制备方法
CN103055819A (zh) 一种重金属吸附剂及其制备和应用
CN104403132A (zh) 一种纤维素基纳米银复合材料的制备方法
CN104741074A (zh) 一种膨胀蛭石吸附剂的制备方法
CN104492391B (zh) 一种壳聚糖修饰的白蛋白纳米球重金属吸附材料的制备方法
TW200624558A (en) A porous matrix, preparation thereof, and methods of using the same
CN106540664A (zh) 一种海藻酸钠/丙烯酰胺/氧化石墨烯凝胶球的制备方法
CN111495324A (zh) 多孔气凝胶复合材料的制备方法及多孔气凝胶复合材料
CN108525636A (zh) 一种快速吸附解析的吸附剂、制备及在锂/铷吸附的应用
Wang et al. Microstructural analysis of ZIF-8 particles using soy hull polysaccharide gel as a coating induced by different metal cations
CN101619145A (zh) 一种o-羧甲基壳聚糖纳米微粒的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160106

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication