CN108262021A - 一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于染料污染与环境修复的技术领域，涉及一种氧化石墨烯秸秆芯粉及农业废弃物秸秆芯粉为原料的吸附剂，具体为一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂及其制备方法和应用。本发明所述的吸附剂通过ZnCl2溶液活化秸秆芯粉，在ZnCl2溶液中实现秸秆芯粉和氧化石墨烯的自组装，然后冷冻干燥制得氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。本发明氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂是一种新型三维结构复合材料；制备工艺简单；在较小吸附剂加入量下可实现对阳离子染料的高效去除。本发明首次采用石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂作为吸附剂，对阳离子染料的吸附量高，吸附效果优异，便于分离，吸附后无二次污染，可以重复利用，是一种环保友好型吸附材料。

Description

一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于染料污染与环境修复的技术领域，涉及一种氧化石墨烯秸秆芯粉及农业废弃物秸秆芯粉为原料的吸附剂，具体为一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，工业的发展促进染料行业的发展。染料的用途广泛，可用于纺织行业、造纸、建筑领域、食品加工、皮革染色、塑料和橡胶的染色等。但是在染料的使用过程中，会产生大量的染料废水，染料废水是主要的有害工业废水之一。它的储存量大、成分复杂，对环境污染严重。在材料加工成型过程中，有平均超过15%的染料会褪下来成为染料废水。染料如果不及时处理，可能会转变为有毒的或致癌的复合物。染料废水如果不经处理，直接排入河中，会严重威胁水生生物的生存。对于废水处理，科学家和研究者已经探索出不同的方法。这些方法对于废水的回收和净化，已经取得了不同程度的成功。其中,吸附法成本低,可操作性强,简单的设计和环境保护已被认为是最合适的方法来分离各种染料废水。因此，寻找一种高效、经济、无污染的吸附剂成为研究者们研究的重点。
活性炭作为使用最广泛的吸附剂之一，被用于气相体系和液相体系的净化。商业活性炭的吸附能力是259.6mg/g，大约是沸石的三倍。传统的活性炭的主要原料是富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等，在高温和一定的压力下通过热解转化为活性炭。传统的制备活性炭的过程中，使用煤、木材等，并且要通过热解过程，这就造成了较大的资源和能源消耗。为了解决这一问题，研究者们提出利用农业废弃物制备吸附剂，既保留活性炭的吸附性能，又能节约资源，降低成本。
秸秆作为农业的废弃物，它的来源相当丰富。目前，对秸秆的主要处理方式是燃烧、填埋、饲料等。然而秸秆具有较大的利用价值，目前对于秸秆研究的主要方向是将其用于工业原料。例如秸秆可以作为木塑复合材料的原材料，也可以作为吸附材料、电极材料。秸秆粉对离子型染料有一定的吸附能力，但是吸附能力远不及商业活性炭。目前研究者正在寻找提高秸秆吸附能力的方法。专利CN104028223A，CN104028227A，CN104028224A，CN104028226A和CN104028225A分别公布了一种棉花秸秆吸附材料及其制备方法，一种玉米秸秆吸附材料及其制备方法，一种小麦秸秆吸附材料及其制备方法，一种水稻秸秆吸附材料及其制备方法和一种青稞秸秆吸附材料及其制备方法。氧化石墨烯是一种由碳原子通过SP2杂化形成的二维纳米材料，其表面含有大量的活性官能团。当秸秆粉与氧化石墨烯发生自组装形成一种三维结构时，氧化石墨烯表面的官能团能够发挥吸附作用，大大提高秸秆粉的吸附效果。专利“一种用于吸附水体有机/无机污染物的生物炭/石墨烯复合材料及制备方法”报道了采用石墨烯悬浮液直接处理生物质原材料，将二者混合物烘干后，再高温裂解，用于去除水中的菲和汞（II）污染物。然而该方法制备生物活性炭的效率比较低，在制备过程中需要消耗大量的能量，大大增加了活性炭的制作成本。
发明内容
本发明提供了一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，可用于水中阳离子染料吸附。
本发明的目的还在于提供一种上述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的制备方法及应用。
本发明技术方案如下：
一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，通过ZnCl2溶液活化秸秆芯粉，在ZnCl2溶液中实现秸秆芯粉和氧化石墨烯的自组装，然后冷冻干燥制得氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，所述复合吸附剂对染料的吸附量高于400 mg/g。
进一步地，所述的秸秆芯粉的制备方法为：将玉米秸秆剥离秸秆表皮后，取玉米秸秆芯60℃真空干燥2h，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉。
一种上述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的制备方法，采用以下步骤进行制备：
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将步骤a制备的秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.1~0.2g/mL，75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将步骤b制备的胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5-0.95重量份步骤1)c制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向步骤a制备的秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.05-0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌30~60 min，制得到胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；其中所述氧化石墨烯悬浮液的固含量为10~15mg/g；
c．将步骤b制备的氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于-20℃下冷冻12h，然后将冷冻的分散体系进行冷冻干燥，得到氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2)b所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2)b所述的氧化石墨烯悬浮液的滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2)b中所述的超声，超声过程中每5min搅拌一次；所述的超声功率为50w，温度为30℃。
进一步地，步骤2)c所述的冷冻干燥的条件为置于冷冻干燥机中在-45℃真空环境下冷冻干燥12h。
一种上述制备方法制备的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的应用，所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料；所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
进一步地，所述的阳离子染料为亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明b和吡罗红中的一种或一种以上。
为了进一步提高秸秆芯粉/氧化石墨烯的吸附性能，降低吸附剂的成本，本发明首次通过秸秆芯粉和石墨烯的自组装，形成一种具有三维结构的生物质吸附剂，所得到的新型吸附材料对染料的吸附量均在400mg/g以上，且方法简单，不需要进行高温热解过程，也不需要其他复杂的工艺，为农业废弃物找到新的利用价值，并且可以重复使用，是一种制备方法简便、经济绿色的新型吸附剂。
有益效果
本发明氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，具有以下优势：是一种新型三维结构复合材料；制备工艺简单；在较小吸附剂加入量下可实现对阳离子染料的高效去除。
本发明首次采用石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂作为吸附剂，对阳离子染料的吸附量高，吸附效果优异，吸附过程简便易行，便于分离，吸附后无二次污染，可以重复利用，是一种环保友好型吸附材料。
附图说明
图1为实施例4氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂微观形貌图。
具体实施方式
通过结合具体实施例描述本发明，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
实施例 1
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.1 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.95重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.05重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌30min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为10mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为亚甲基蓝。
本实施例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
实施例 2
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.2 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.9重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.1重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为12mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为甲基橙。
本实施例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
实施例 3 氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的制备方法
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.15 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.8重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.2重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌45 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为13mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为罗丹明b。
本实施例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
实施例4
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.2 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为15mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为吡罗红。
本实施例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
本实施例制备的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的微观形貌图见图1，从中可以获得以下信息：（1）秸秆纤维成功插入氧化石墨烯形成的孔洞中；（2）在秸秆纤维的表面包裹着不同尺寸的氧化石墨烯的片层；（3）秸秆纤维本身表现出疏松的结构；（4）氧化石墨烯和秸秆芯粉形成了疏松多孔的三维结构。
对比例1
1）制备活化秸秆粉
a．将秸秆40℃干燥24h，截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆粉；
b．将秸秆粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2溶液中，料液比为0.2 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆粉复合吸附剂
a．取0.5重量份步骤1）制备的活化秸秆粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆粉悬浊液；
b．向秸秆粉悬浊液中滴加含有0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为15 mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为亚甲基蓝。
与实施例4不同之处在于：步骤1）所使用的秸秆粉是秸秆皮和秸秆芯的混合物。
该对比例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
对比例2
1）制备秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛；
b．用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为15 mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为亚甲基蓝。
与实施例4不同之处在于：步骤1）秸秆芯粉不活化，采用普通秸秆芯粉。
该对比例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
对比例3
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.2 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中倒入含有0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于冰箱中，-20℃下冷冻12h成固态，然后，将冷冻的固体置于冷冻干燥机中，在-45℃真空环境下冷冻干燥12h，得到三维的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液直接倒入秸秆芯粉悬浊液中。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为亚甲基蓝。
与实施例4不同之处在于：步骤2）氧化石墨烯的加入不是逐滴加入，没有边滴边搅拌的过程。
该对比例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
对比例4
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，然后剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5 cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.2 g/mL， 75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5重量份步骤1）制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌60 min，制得到黄棕色的胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；
c．将氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物80℃烘干12 h，研磨得到氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，固含量为10 mg/g；所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5 nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
进一步地，步骤2）中，所述的氧化石墨烯悬浮液，滴加速度为5秒1滴，边滴边以150rpm转速搅拌。
进一步地，步骤2）中所述的超声，每5 min搅拌一次。
所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料，所述氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂可重复使用。
所述的阳离子染料为亚甲基蓝。
与实施例4不同之处在于：步骤2）烘干得到氧化石墨烯秸秆芯粉吸附剂。
该对比例制备的吸附剂的移除效率和吸附量见于表1。
以上实施例和对比例所述移除效率和吸附量的测试方法为：
分别配置浓度为1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L、7mg/L、8mg/L、9mg/L、10mg/L的标准浓度染料溶液，用紫外-可见光分光光度计分别测试标准溶液在最大吸收波长处的吸光度，得到浓度-吸光度拟合方程A = 0.1039C-0.03。
取150 mL、500 mg/L的染料溶液于250 mL的锥形瓶中，加入165.75 mg的吸附剂，于25℃水浴中振荡3h，静置20min使吸附剂沉淀，取上清液检测染料在最大吸收波长处的吸光度，通过拟合方程计算吸附后染料溶液的浓度。吸附剂对染料的移除效率和吸附量分别通过以下方程计算：
表1 吸附剂的移除效率和吸附量
由表1可知从（1）当氧化石墨烯和秸秆芯粉的质量比为1：1时，吸附剂的吸附效果最好；（2）从对比例的数据来看，秸秆皮和秸秆芯混合的原料对吸附效果的影响最大，可见秸秆芯的使用能大大提高吸附剂的吸附能力。

Claims (10)

1.一种氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，其特征在于，通过ZnCl2溶液活化秸秆芯粉，在ZnCl2溶液中实现秸秆芯粉和氧化石墨烯的自组装，然后冷冻干燥制得氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
2.根据权利要求1所述的复合吸附剂，其特征在于，所述复合吸附剂对染料的吸附量高于400 mg/g。
3.根据权利要求1所述的复合吸附剂，其特征在于,所述的秸秆芯粉的制备方法为：将玉米秸秆剥离秸秆表皮后，取玉米秸秆芯60℃真空干燥2h，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉。
4.一种权利要求1-3所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的制备方法，其特征在于，采用以下步骤进行制备：
1）制备活化秸秆芯粉
a．将秸秆40℃干燥24h，剥离秸秆表皮，取秸秆芯截为1.5~2.5cm小段，粉碎，过100目筛，得秸秆芯粉；
b．将步骤a制备的秸秆芯粉加入到质量浓度为10%的ZnCl2水溶液中，料液比为0.1~0.2g/mL，75℃水浴中搅拌1 h，得胶体；
c．将步骤b制备的胶体抽滤，用无水乙醇和蒸馏水依次洗涤三次，烘干，得活化秸秆芯粉；
2）制备氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂
a．取0.5-0.95重量份步骤1)c制备的活化秸秆芯粉分散在水中，分散浓度为0.1g/mL，以150rpm转速搅拌，搅拌10min，得到分散均匀的秸秆芯粉悬浊液；
b．向步骤a制备的秸秆芯粉悬浊液中滴加含有0.05-0.5重量份氧化石墨烯的悬浮液，搅拌30~60 min，制得到胶状物，然后超声30 min，得到氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物；其中所述氧化石墨烯悬浮液的固含量为10~15mg/g；
c．将步骤b制备的氧化石墨烯和秸秆芯粉交联的混合物置于-20℃下冷冻12h，然后将冷冻的分散体系进行冷冻干燥，得到氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)b所述氧化石墨烯的厚度为0.9~1.5nm，片层直径为2~5 µm，层数1~2层。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)b所述的氧化石墨烯悬浮液的滴加速度为5秒1滴，边滴边以150 rpm转速搅拌。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)b中所述的超声，超声过程中每5min搅拌一次；所述的超声功率为50w，温度为30℃。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)c所述的冷冻干燥的条件为置于冷冻干燥机中在-45℃真空环境下冷冻干燥12h。
9.一种权利要求4-8所述的制备方法制备的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂的应用，其特征在于，所述的氧化石墨烯秸秆芯粉复合吸附剂，用于吸附去除水中阳离子染料。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于所述的阳离子染料为亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明b和吡罗红中的一种或一种以上。
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