CN106824145B - 聚纳米管改性碳纤维吸附剂及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚纳米管改性碳纤维吸附剂及其制备和应用。具体地，本发明公开了一种碳纤维吸附剂，所述碳纤维吸附剂包括改性的碳纤维，所述改性的碳纤维包括碳纤维基体、结合于所述碳纤维基体表面的改性聚合物膜层和结合于所述改性聚合物膜层表面的聚纳米管改性层。本发明还公开了所述碳纤维吸附剂的制备方法和应用。所述碳纤维吸附剂具有优异的吸附性能、可循环使用且不会对水体产生二次污染，为水体净化提供了一种更优的选择。

Description

聚纳米管改性碳纤维吸附剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及材料领域，具体地涉及一种聚纳米管改性碳纤维吸附剂及其制备和应用。
背景技术
铜、铬等重金属元素广泛存在于地壳中的岩石、土壤、河水、海水及大气中，作为一种强污染物，当其在生态循环过程中进入水体后，会对人类健康产生严重威胁。
目前，虽有报道显示可使用活性炭作为吸附剂对水体进行预处理，但是其仅能去除水体中的固态的杂质颗粒、油污等；并且，活性炭在使用过程中存在循环使用性能差且随着使用时间的延长会对水体造成二次污染的问题。
因此，本领域急需开发一种新型的吸附性能优异、可循环使用且不会对水体造成二次污染的重金属离子吸附剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的吸附性能优异、可循环使用且不会对水体造成二次污染的重金属离子吸附剂。
本发明的第一方面，提供了一种碳纤维吸附剂，所述碳纤维吸附剂包括改性的碳纤维，所述改性的碳纤维包括碳纤维基体、结合于所述碳纤维基体表面的改性聚合物膜层和结合于所述改性聚合物膜层表面的聚纳米管改性层。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂的形状为纤维状。
在另一优选例中，所述改性的碳纤维从内到外依次为碳纤维基体、改性聚合物膜层和聚纳米管改性层。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层的厚度为0.1-0.5μm；和/或
所述聚纳米管改性层的厚度为0.3－1.2μm。
在另一优选例中，所述碳纤维基体的直径为3-10μm，较佳地为5-8μm。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层的厚度为0.1－0.4μm，较佳地为0.2－0.3μm。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层的厚度为0.30－0.8μm，较佳地为0.4－0.6μm。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层为网状。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层存在(少量的)微孔结构。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层和所述聚纳米管改性层的组成基本相同，均为第一改性剂和第二改性剂的共聚物。
在另一优选例中，所述第一改性剂为六氯环三膦腈；和/或
所述第二改性剂为4,4’-二羟基二苯砜。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铜(Ⅱ)的吸附容量≥65mg/g，较佳地70mg/g。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铬(Ⅵ)的吸附容量≥95mg/g，较佳地98mg/g。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铜(Ⅱ)的去除率≥85％，较佳地≥88％。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铬(Ⅵ)的去除率≥88％，较佳地≥91％。
本发明的第二方面，提供了一种本发明第一方面所述的碳纤维吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
1)提供碳纤维材料、第一改性溶液和第二改性溶液，其中，
所述第一改性溶液包含第一改性剂和第一溶剂；
所述第二改性溶液包含第二改性剂和第二溶剂；
2)在搅拌条件下，将所述碳纤维材料加入所述第一改性溶液中，加热所得混合物，反应得到含经第一改性剂改性的碳纤维材料的混合物；
3)在超声辅助条件下，混合所述第二改性溶液和步骤2)所得产物，反应得到经第一改性剂和第二改性剂的共聚物改性的碳纤维吸附剂。
在另一优选例中，所述第一溶剂选自下组：无水乙腈、四氢呋喃、或其组合。
在另一优选例中，所述第二溶剂为四氢呋喃。
在另一优选例中，所述第一改性剂和所述第二改性剂如本发明第一方面所述。
在另一优选例中，所述第一改性溶液和/或第二改性溶液中还包含反应促进剂，如三乙胺。
在另一优选例中，在步骤1)之前还包括步骤：活化处理所述碳纤维材料。
在另一优选例中，步骤2)中，所述第一改性剂和所述碳纤维材料的质量比为0.5-15，较佳地为1-10。
在另一优选例中，步骤2)所述加热的温度为30-70℃，较佳地35-60℃，更佳地38-45℃。
在另一优选例中，步骤2)中在所述加热温度下的反应时间为0.1-5小时，较佳地为0.3-3小时。
在另一优选例中，步骤3)中，所述碳纤维材料、所述第一改性剂和所述第二改性剂的质量比为1：1-5：3-15，较佳地1：1.5-4：4-10。
在另一优选例中，步骤3)所述反应的反应温度为室温，如10-40℃(较佳地15-35℃)。
在另一优选例中，步骤3)所述反应的反应时间为2-10小时，较佳地为3-8小时。
在另一优选例中，在所述步骤3)之后还任选地包括如下步骤：
4)去除前述步骤中未反应单体和/或副产物；
5)任选地洗涤前述步骤所得产物；
6)任选地干燥处理前述步骤所得产物。
在另一优选例中，所述去除采用抽提方法进行，所述抽提所用抽提剂同第一溶剂。
在另一优选例中，所述干燥处理的温度为40-80℃，时间为5-24小时。
本发明的第三方面，提供了一种净水方法，使用本发明第一方面所述的碳纤维吸附剂对水体进行吸附处理。
本发明的第四方面，提供了一种制品，所述制品含有本发明第一方面所述的碳纤维吸附剂或由本发明第一方面所述的碳纤维吸附剂组成。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为实施例1所得碳纤维吸附剂1的SEM结果。
图2为碳纤维吸附剂1的XPS全谱分析结果。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究，通过采用特定的制备工艺意外地制得一种新型的综合性能优异的吸附剂。具体地，本发明人首次采用耐腐蚀、耐氧化的碳纤维材料作为吸附材料基体，通过多次表面改性结合特定的制备工艺制备得到一种吸附性能优异、可循环使用且不会对水体造成二次污染的重金属离子吸附剂。所述吸附剂的制备方法具有工艺简单、易于工业化生产的特点。在此基础上，发明人完成了本发明。
碳纤维吸附剂
本发明提供了一种碳纤维吸附剂，所述碳纤维吸附剂包括改性的碳纤维，所述改性的碳纤维包括碳纤维基体、结合于所述碳纤维基体表面的改性聚合物膜层和结合于所述改性聚合物膜层表面的聚纳米管改性层。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂的形状为纤维状。
在另一优选例中，所述改性的碳纤维从内到外依次为碳纤维基体、改性聚合物膜层和聚纳米管改性层。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层的厚度为0.1-0.5μm；和/或
所述聚纳米管改性层的厚度为0.3－1.2μm。
在另一优选例中，所述碳纤维基体的直径为3-10μm，较佳地为5-8μm。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层的厚度为0.1－0.4μm，较佳地为0.2－0.3μm。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层的厚度为0.30－0.8μm，较佳地为0.4－0.6μm。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层为网状。
在另一优选例中，所述聚纳米管改性层存在(少量的)微孔结构。
在另一优选例中，所述改性聚合物膜层和所述聚纳米管改性层的组成基本相同，均为第一改性剂和第二改性剂的共聚物。
在另一优选例中，所述第一改性剂为六氯环三膦腈；和/或
所述第二改性剂为4,4’-二羟基二苯砜。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铜(Ⅱ)的吸附容量≥65mg/g，较佳地70mg/g。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铬(Ⅵ)的吸附容量≥95mg/g，较佳地98mg/g。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铜(Ⅱ)的去除率≥85％，较佳地≥88％。
在另一优选例中，所述碳纤维吸附剂对铬(Ⅵ)的去除率≥88％，较佳地≥91％。
吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。吸附主要包括两种吸附方式：物理吸附和化学吸附。其中物理吸附作用力为分子间引力即范德华力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快，而且随着温度的升高，物理吸附的吸附量大小减小。化学吸附的作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。
本发明所述碳纤维吸附剂表面存在改性聚合物膜层和聚纳米管改性层，其可以显著提升吸附剂的表面能，从而提高所述吸附剂的物理吸附效率；此外，该聚纳米管改性层还可与水体中重金属离子发生化学反应，使得所述吸附剂还具有化学吸附能力。
因此，本发明提供了一种新型的综合了物理吸附和化学吸附能力的吸附剂，且所述吸附剂在脱附后经过简单处理再使用时仍具有优异的吸附能力，可多次循环使用(循环次数≥10次，10次循环时吸附保持率≥50％，性能非常稳定)。不仅如此，由于碳纤维基体具有良好的力学性能、抗湿热性和可定制的宏观尺寸，易于从水中回收，所述吸附剂在使用过程中更不会对水体造成二次污染，因此，该吸附剂是一种非常适于市场化的性能优异的吸附剂。
制备方法
本发明还提供了一种所述的碳纤维吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
1)提供碳纤维材料、第一改性溶液和第二改性溶液，其中，
所述第一改性溶液包含第一改性剂和第一溶剂；
所述第二改性溶液包含第二改性剂和第二溶剂；
2)在搅拌条件下，将所述碳纤维材料加入所述第一改性溶液中，加热所得混合物，反应得到含经第一改性剂改性的碳纤维材料的混合物；
3)在超声辅助条件下，混合所述第二改性溶液和步骤2)所得产物，反应得到经第一改性剂和第二改性剂的共聚物改性的碳纤维吸附剂。
在另一优选例中，所述第一溶剂选自下组：无水乙腈、四氢呋喃、或其组合。
在另一优选例中，所述第二溶剂为四氢呋喃。
在另一优选例中，所述第一改性剂和所述第二改性剂如本发明第一方面所述。
在另一优选例中，所述第一改性溶液和/或第二改性溶液中还包含反应促进剂，如三乙胺。
在另一优选例中，在步骤1)之前还包括步骤：活化处理所述碳纤维材料。
在另一优选例中，步骤2)中，所述第一改性剂和所述碳纤维材料的质量比为0.5-15，较佳地为1-10。
在另一优选例中，步骤2)所述加热的温度为30-70℃，较佳地35-60℃，更佳地38-45℃。
在另一优选例中，步骤2)中在所述加热温度下的反应时间为0.1-5小时，较佳地为0.3-3小时。
在另一优选例中，步骤3)中，所述碳纤维材料、所述第一改性剂和所述第二改性剂的质量比为1：1-5：3-15，较佳地1：1.5-4：4-10。
在另一优选例中，步骤3)所述反应的反应温度为室温，如10-40℃(较佳地15-35℃)。
在另一优选例中，步骤3)所述反应的反应时间为2-10小时，较佳地为3-8小时。
在另一优选例中，在所述步骤3)之后还任选地包括如下步骤：
4)去除前述步骤中未反应单体和/或副产物；
5)任选地洗涤前述步骤所得产物；
6)任选地干燥处理前述步骤所得产物。
在另一优选例中，所述去除采用抽提方法进行，所述抽提所用抽提剂同第一溶剂。
在另一优选例中，所述干燥处理的温度为40-80℃，时间为5-24小时。
应用
本发明还提供了一种净水方法，使用所述的碳纤维吸附剂对水体进行吸附处理。
本发明还提供了一种制品，所述制品含有所述的碳纤维吸附剂或由所述的碳纤维吸附剂组成。
与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：
(1)提供了一种新型的重金属离子吸附剂，所述吸附剂具有耐腐蚀、耐氧化、吸附性能优异等特点；
(2)所述吸附剂基体具有良好的物理化学稳定性和优异的机械强度，脱附处理简单，因此可多次循环使用；
(3)所述吸附剂在使用过程中方便易行，不会对水体造成二次污染；
(4)所述吸附剂对待处理水体要求低，可适用于较宽的酸碱范围；
(5)所述吸附剂在使用后易于分离回收，具有绿色环保的特点；
(6)所述吸附剂的制备方法简单、工艺易于控制、能耗低、无污染、易于工业化生产；
(7)所述吸附剂基体为碳纤维织物，对水体还具有过滤净化功能。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1碳纤维吸附剂1
(1)碳纤维活化处理：将2g聚丙烯腈(PAN)碳纤维浸入400mL浓盐酸溶液中，于90℃恒温搅拌反应2h，冷至室温，用去离子水洗涤至中性，真空80℃烘干，得直径约为6.75μm的活化碳纤维(CFO)1；
(2)有机化碳纤维处理：在圆底烧瓶中，分别加入0.4g六氯环三膦腈(HCCP)、40mL无水乙腈、0.2g活化碳纤维1，滴入5mL三乙胺，搅拌条件下升温至40℃，恒温40℃反应3h，得HCCP接枝的有机化碳纤维(HCCP-CFO)2；
(3)聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂的制备：室温下，在圆底烧瓶中加入0.8g 4,4’-二羟基二苯砜(BPS)和60mL四氢呋喃，将步骤(2)所得产物加入该圆底烧瓶中，并加入0.3g六氯环三膦腈与10mL四氢呋喃的混合溶液，同时滴加5mL三乙胺，于室温超声辅助反应2～4h，反应完成后置入索氏抽提器中抽提，以无水乙腈为抽提剂抽提8～12h，除去纤维表面粘附的未反应单体以及副产物，用去离子水及少量乙醇洗涤后，放入60℃真空干燥箱中真空干燥12h，得到0.32g纤维状聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性的碳纤维吸附剂1。
结果
图1为实施例1所得碳纤维吸附剂1的SEM结果。
从图1可以看出，碳纤维表面包覆了一层厚度约为0.2μm的聚合物层，聚合物层表面固定了相当多的聚纳米管，其形成了厚度约为0.5μm的聚纳米管改性层。各聚纳米管表面较为光滑平整，聚纳米管长度约为1μm，各聚纳米管交织在一起，形成网状结构包覆于聚合物层表面。从个别纳米管与聚合物膜层之间的断面来看，纳米管为管状结构。
从图1还可以看出，聚纳米管改性层并不密实，形成的网状结构内有大量的空间存在，这些网状空间较均匀、结构简单，吸附速度高，容易解吸附。
图2为碳纤维吸附剂1的XPS全谱分析结果。
从图2可以看出，经改性后，碳纤维表面元素组成发生了明显的变化，更多的活性基团被引入到碳纤维表面，主要有羧基、羰基、羟基等含氧基团，及含硫基、氮元素等官能团，这些基团可有效提高所得碳纤维吸附剂的表面化学活性，使得所得碳纤维吸附剂具有独特的表面化学性能，增强其化学吸附能力。
实施例2碳纤维吸附剂2
(1)碳纤维活化处理：将2g聚丙烯腈(PAN)碳纤维浸入500mL浓盐酸溶液中，于100℃恒温搅拌反应2h，冷至室温，用去离子水洗涤至中性，真空80℃烘干，得活化碳纤维(CFO)2；
(2)有机化碳纤维处理：在圆底烧瓶中，分别加入1g六氯环三膦腈(HCCP)、40mL无水乙腈、0.2g活化碳纤维2，滴入5mL三乙胺，搅拌条件下升温至40℃，恒温40℃反应5h，制备HCCP接枝的有机化碳纤维(HCCP-CFO)2；
(3)聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂的制备：在室温下，室温下，在圆底烧瓶中加入1.6g 4,4’-二羟基二苯砜(BPS)和60mL四氢呋喃，将步骤(2)所得产物加入该圆底烧瓶中，并加入0.6g六氯环三膦腈与10mL四氢呋喃的混合溶液，同时滴加5mL三乙胺，于室温超声辅助反应4h，反应完成后置入索氏抽提器中抽提，以无水乙腈为抽提剂抽提8～12h，除去纤维表面粘附的未反应单体以及副产物，用去离子水及少量乙醇洗涤后，放入60℃真空干燥箱中真空干燥12h，得到纤维状聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性的碳纤维吸附剂2。
实施例2所得碳纤维吸附剂2的SEM结果和XPS结果基本同实施例1。
实施例3碳纤维吸附剂3
(1)碳纤维活化处理：将2g聚丙烯腈(PAN)碳纤维浸入200mL浓盐酸溶液中，于100℃恒温搅拌反应2h，冷至室温，用去离子水洗涤至中性，真空80℃烘干，得活化碳纤维3；
(2)有机化碳纤维处理：在圆底烧瓶中，分别加入1.5g六氯环三膦腈(HCCP)、50mL无水乙腈、0.2g活化碳纤维3，滴入8mL三乙胺，搅拌条件下升温至40℃，恒温40℃反应1h，制备HCCP接枝的有机化碳纤维(HCCP-CFO)3；
(3)聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂的制备：在室温下，在圆底烧瓶中加入1.8g 4,4’-二羟基二苯砜(BPS)和60mL四氢呋喃，将步骤(2)所得产物加入该圆底烧瓶中，并加入0.6g六氯环三膦腈与10mL四氢呋喃的混合溶液，同时滴加5mL三乙胺，于室温超声辅助反应2h，反应完成后置入索氏抽提器中抽提，以无水乙腈为抽提剂抽提8～12h，除去纤维表面粘附的未反应单体以及副产物，用去离子水及少量乙醇洗涤后，放入60℃真空干燥箱中真空干燥12h，得到纤维状聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性的碳纤维吸附剂3。
实施例3所得碳纤维吸附剂3的SEM结果和XPS结果基本同实施例1。
实施例4吸附性能测试
Cu2+的吸附
称取0.20g实施例2所得聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂2置于250mL锥形瓶中，加入100mL浓度为500mg/L铜(Ⅱ)标准溶液，以稀酸或碱分别调节体系的pH值为1.0～10.0范围内，在室温下摇床上震荡吸附40～60min，取上清液，用电化学方法测定铜(Ⅱ)的浓度，根据吸附前后水中铜(Ⅱ)的浓度差，计算出聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂2对铜(Ⅱ)的吸附容量。
结果表明，pH值在7.5～10.0范围内吸附剂2对铜(Ⅱ)的吸附容量最大而且稳定，在室温下震荡吸附60min，铜基本吸附饱和，铜(Ⅱ)的吸附容量可达75mg/g。
Cr6+的吸附
称取0.30g实施例1所得聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂1置于250mL锥形瓶中，加入100mL浓度为600mg/L铬(Ⅵ)标准溶液，以稀酸或碱分别调节体系的pH值为1.0-10.0范围内，在室温下摇床上震荡吸附40-60min，取上清液，以分光光度法测定铬(Ⅵ)的浓度，根据吸附前后水中铬(Ⅵ)的浓度差，计算出聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂1对铬(Ⅵ)的吸附容量。
结果表明，pH值在5.0～7.0范围内吸附剂对铬(Ⅵ)的吸附容量最大而且稳定，在室温下震荡吸附70min，铬(Ⅵ)基本吸附饱和，铬(Ⅵ)的吸附容量可达102mg/g。
实施例5去除性能测试
Cu2+的去除
称取1.0g实施例3所得聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂3置于250mL锥形瓶中，加入100mL浓度为200mg/L铜(Ⅱ)标准溶液，以稀酸或碱调节体系的pH值为5.5-8.0范围内，在室温下摇床上震荡吸附60in，取上清液，用电化学方法测定铜(Ⅱ)的浓度，根据吸附前后水中铜的浓度差，计算出聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂3对铜的去除率。
结果表明，吸附剂3对铜(Ⅱ)在水中的去除率为90％。
Cr6+的去除
称取1.0g实施例3所得聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂3置于250mL锥形瓶中，加入100mL浓度为200mg/L铬(Ⅵ)标准溶液，以稀酸或碱调节体系的pH值为5.0-7.0范围内，在室温下摇床上震荡吸附70min，取上清液，用分光光度法测定铬(Ⅵ)的浓度，根据吸附前后水中铬(Ⅵ)的浓度差，计算出聚(环三磷腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)纳米管改性碳纤维吸附剂3对铬(Ⅵ)的去除率。
结果表明，吸附剂3对铬(Ⅵ)在水中的去除率为93％。
实施例6脱附后再吸附测试
脱附也称解吸，聚纳米管改性碳纤维吸附剂吸附重金属离子后，将碳纤维吸附剂浸入稀盐酸溶液中，于80℃恒温搅拌1～3小时即可对吸附剂进行脱附活化处理。再经步骤2)和步骤3)改性后，可得到碳纤维吸附剂4。
同实施例4，分别使用经脱附处理以后的吸附剂4对铜和铬进行吸附处理，得知：吸附剂4对铜(Ⅱ)的吸附容量可达70mg/g，对铬(Ⅵ)的吸附容量可达98.5mg/g，和脱附前碳纤维吸附剂2和碳纤维吸附剂1的吸附性能相当。
实施例7脱附后再去除测试
同实施例5，分别使用实施例6所得经脱附处理以后的吸附剂4对铜和铬进行去除测试，得知：吸附剂4对铜(Ⅱ)在水中的去除率为88％，对铬(Ⅵ)在水中的去除率为91％，同吸附剂3相当。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种碳纤维吸附剂，其特征在于，所述碳纤维吸附剂包括改性的碳纤维，所述改性的碳纤维包括碳纤维基体、结合于所述碳纤维基体表面的改性聚合物膜层和结合于所述改性聚合物膜层表面的聚纳米管改性层；所述聚纳米管改性层为网状；
所述的碳纤维吸附剂通过以下方法制备，所述的方法包括如下步骤：
1)提供碳纤维材料、第一改性溶液和第二改性溶液，其中，
所述第一改性溶液包含第一改性剂和第一溶剂；
所述第二改性溶液包含第二改性剂和第二溶剂；
2)在搅拌条件下，将所述碳纤维材料加入所述第一改性溶液中，加热所得混合物，反应得到含经第一改性剂改性的碳纤维材料的混合物；
3)在超声辅助条件下，混合所述第二改性溶液和步骤2)所得产物，反应得到经第一改性剂和第二改性剂的共聚物改性的碳纤维吸附剂；
所述第一改性剂为六氯环三膦腈；和
所述第二改性剂为4,4’-二羟基二苯砜。
2.如权利要求1所述的碳纤维吸附剂，其特征在于，所述改性聚合物膜层的厚度为0.1-0.5μm；和/或
所述聚纳米管改性层的厚度为0.3－1.2μm。
3.如权利要求1所述的碳纤维吸附剂，其特征在于，所述聚纳米管改性层的厚度为0.30－0.8μm。
4.如权利要求1所述的碳纤维吸附剂，其特征在于，所述聚纳米管改性层的厚度为0.4－0.6μm。
5.如权利要求1所述的碳纤维吸附剂，其特征在于，所述聚纳米管改性层存在微孔结构。
6.如权利要求1所述的碳纤维吸附剂，其特征在于，所述的碳纤维吸附剂还包括一种或多种选自下组的特征：
所述第一溶剂选自下组：无水乙腈、四氢呋喃、或其组合；
所述第二溶剂为四氢呋喃；
所述第一改性溶液和/或第二改性溶液中还包含反应促进剂三乙胺；
步骤2)中，所述第一改性剂和所述碳纤维材料的质量比为0.5-15；
步骤2)所述加热的温度为30-70℃；
步骤2)中在所述加热温度下的反应时间为0.1-5小时；
步骤3)中，所述碳纤维材料、所述第一改性剂和所述第二改性剂的质量比为1：1-5：3-15；
步骤3)所述反应的反应温度为10-40℃；和
步骤3)所述反应的反应时间为2-10小时。
7.一种权利要求1所述的碳纤维吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)提供碳纤维材料、第一改性溶液和第二改性溶液，其中，
所述第一改性溶液包含第一改性剂和第一溶剂；
所述第二改性溶液包含第二改性剂和第二溶剂；
2)在搅拌条件下，将所述碳纤维材料加入所述第一改性溶液中，加热所得混合物，反应得到含经第一改性剂改性的碳纤维材料的混合物；
3)在超声辅助条件下，混合所述第二改性溶液和步骤2)所得产物，反应得到经第一改性剂和第二改性剂的共聚物改性的碳纤维吸附剂；
所述第一改性剂为六氯环三膦腈；和
所述第二改性剂为4,4’-二羟基二苯砜。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤1)之前还包括步骤：活化处理所述碳纤维材料。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述碳纤维材料、所述第一改性剂和所述第二改性剂的质量比为1：1-5：3-15。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述碳纤维材料、所述第一改性剂和所述第二改性剂的质量比为1：1.5-4：4-10。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括一种或多种选自下组的特征：
所述第一溶剂选自下组：无水乙腈、四氢呋喃、或其组合；
所述第二溶剂为四氢呋喃；
所述第一改性溶液和/或第二改性溶液中还包含反应促进剂三乙胺；
步骤2)中，所述第一改性剂和所述碳纤维材料的质量比为0.5-15；
步骤2)所述加热的温度为30-70℃；
步骤2)中在所述加热温度下的反应时间为0.1-5小时；
步骤3)所述反应的反应温度为10-40℃；和
步骤3)所述反应的反应时间为2-10小时。
12.一种净水方法，其特征在于，使用权利要求1所述的碳纤维吸附剂对水体进行吸附处理。
13.一种制品，其特征在于，所述制品含有权利要求1所述的碳纤维吸附剂或由权利要求1所述的碳纤维吸附剂组成。
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