CN108246251A - 一种改性碳纳米管及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性碳纳米管及其制备方法和应用，改性碳纳米管由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。本发明提供的改性碳纳米管对二价铬离子具有出色的吸附效果。

Description

一种改性碳纳米管及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种改性碳纳米管及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，重金属污染已逐渐成为世界范围的严重环境问题，在众多重金属污染物中，镉是一种毒性很强的重金属，能够通过食物链严重地威胁动物和人类的健康，具有较大的环境生态风险。在正常水环境中，Cd含量很低，但目前全球范围内Cd的产量和用量不断增加，相当数量的Cd通过三废排放进入水环境，严重威胁着自然界水质的安全（钱骁等,2012）。水体Cd污染问题亟待解决。在处理含Cd污水时，吸附法是最方便且被广泛使用的技术，寻找性能优异的吸附材料是吸附法去除Cd的关键，目前已成为众多学者关注的重点。
多壁碳纳米管是一种具有独特中空结构的一维纳米材料，自1991年被日本科学家Ijima（1991）发现以来，就以其特殊的物理、化学性质以及机械性能成为研究热点。然而，原始多壁碳纳米管表面具有强大的范德华力，易聚集缠绕，具疏水性，不易与离子发生反应，限制了其在许多领域的应用，因而在实际应用多壁碳纳米管时多为改性后打破表面范德华力再进行。近年来改性多壁碳纳米管被较多地应用于水污染处理领域，用于吸附水体中多种无机和有机污染物，如各类重金属、农药、抗生素、以及染料等，这些研究表明改性多壁碳纳米管具有很强的吸附能力和较大的吸附容量，是一种较为理想的吸附材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性碳纳米管及其制备方法和应用。
上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
优选地，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:2.5-3.5。
优选地，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷15-35ml。
优选地，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷4-8ml。
优选地，终产品研磨至100目。
本发明的有益效果：
本发明提供的改性碳纳米管对二价铬离子具有出色的吸附效果。
具体实施方式
下面拟通过具体实施例具体介绍本发明创造的技术方案。
实施例1：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷25ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷6ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例2：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:2.5。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷15ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷4ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例3：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3.5。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷35ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷8ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例4：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷20ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷6ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例5：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷30ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷6ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例6：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷25ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷5ml。
其中，终产品研磨至100目。
实施例7：
一种改性碳纳米管，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
其中，所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:3。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷25ml。
其中，1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷7ml。
其中，终产品研磨至100目。
本发明提供的改性碳纳米管对二价铬离子具有出色的吸附效果。
上述具体实施例的作用在于说明本发明创造的实质性内容，但并不以此限定本发明创造的保护范围。对本发明创造的技术方案进行简单修改或等同替换，并不会脱离本发明创造技术方案的实质，因而必然落入本发明创造的保护范围。

Claims (5)

1.一种改性碳纳米管，其特征在于，由如下方法制备：以多壁碳纳米管为原料，将原始多壁碳纳米管加入浓硫酸中，超声分散，置于恒温磁力搅拌器上回流搅拌，将其加入大量去离子水中冷却，离心，并反复抽滤至中性，真空烘干，制得氧化多壁碳纳米管；取氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷中，超声分散，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，加热回流，抽滤，真空烘干，研磨即得所述改性碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的改性碳纳米管，其特征在于：所述多壁碳纳米管质量与浓硫酸的质量之比为1:2.5-3.5。
3.根据权利要求1所述的改性碳纳米管，其特征在于：1g所述氧化多壁碳纳米管加入二氯甲烷15-35ml。
4.根据权利要求1所述的改性碳纳米管，其特征在于：1g所述氧化多壁碳纳米管加入乙烯基三乙氧基硅烷4-8ml。
5.根据权利要求1所述的改性碳纳米管，其特征在于：终产品研磨至100目。
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