CN109126700A - 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用 - Google Patents

一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109126700A
CN109126700A CN201811091490.5A CN201811091490A CN109126700A CN 109126700 A CN109126700 A CN 109126700A CN 201811091490 A CN201811091490 A CN 201811091490A CN 109126700 A CN109126700 A CN 109126700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium
graphene
magnesium aluminum
composite material
aluminum hydrotalcite
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
CN201811091490.5A
Other languages
English (en)
Inventor
冯艳艳
李彦杰
杨文�
黄宏斌
梁健志
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.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
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 Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201811091490.5A priority Critical patent/CN109126700A/zh
Publication of CN109126700A publication Critical patent/CN109126700A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • 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
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0274—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04 characterised by the type of anion
    • B01J20/0296—Nitrates of compounds other than those provided for in B01J20/04
    • 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
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用。（1）将硝酸钙、硝酸镁和硝酸铝置于蒸馏水中。（2）将尿素加入到步骤（1）所得溶液中，再次搅拌。（3）将由Hummers法制备的氧化石墨加入到步骤（2）所得溶液中，超声处理后，所得溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，烘干冷却至常温。（4）减压抽滤，用蒸馏水洗涤后，再用无水乙醇洗涤；干燥，即得石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料。本发明制备工艺简单，所制得的石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料，具有较好的分散性，并且钙镁铝水滑石片层与片层之间形成褶皱，能够增加材料的有效比表面积，提供更多的吸附活性位点，在二氧化碳吸附剂方面具有较大的应用前景。

Description

一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用
技术领域
本发明属于无机非金属类功能材料技术领域，特别是一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用。
背景技术
由于人口的急剧增长，人类活动频繁，植被破坏严重和石油能源消耗的猛增，导致温室效应的加剧，给生态以及人类的发展带来多方面的不利影响。面对温室效应的种种威胁，对温室气体的处理已迫在眉睫，其中二氧化碳是一种重要的红外吸收气体，对温室效应乃至全球变暖有着重要的作用。因此，二氧化碳的捕集与封存技术引起了人们的广泛关注。
目前，二氧化碳的捕捉主要通过以下三种途径实现：一是通过化学转化将二氧化碳转化为碳氢化合物，例如，二氧化碳加氢合成甲烷反应；二是通过将二氧化碳矿化封存；三是通过吸附的形式储存利用。其中，二氧化碳的吸附储存是二氧化碳回收利用、减少二氧化碳排放的重要手段。而二氧化碳的吸附则主要集中在对吸附剂的研究上，如碳基材料、金属有机骨架材料、沸石分子筛、金属氧化物、水滑石基吸附剂、锂基陶瓷材料等。钙基吸附剂由于其吸附量大、原材料丰富及成本低等优点，是目前二氧化碳吸附技术里最具潜力、也是被关注最多的吸附剂。
传统的钙基吸附剂主要存在可利用比表面积小及颗粒分散性差的问题。鉴于这些问题，通过调控吸附剂的制备条件和在制备过程中添加基体等手段来获得高效稳定的二氧化碳吸附剂是目前该领域亟待解决的问题。石墨烯因其质量轻、比表面积大、机械强度高且导热性能优异等特点，广泛应用于催化剂载体及超级电容器电极材料中以增加活性组分的分散性。因此，本发明主要研究一种抗聚集、高分散的石墨烯/钙镁铝水滑石纳米复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了提高钙镁铝水滑石的分散性，为反应提供更多的吸附活性位点，并减缓其在反应过程中的团聚问题，提供一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用。
具体步骤为：
（1）将0.63 g硝酸钙、0.68 g硝酸镁和1.0 g硝酸铝置于70 mL蒸馏水中，搅拌使金属盐完全溶解。
（2）将4.32 g尿素加入到步骤（1）所得溶液中，再次搅拌，使尿素完全溶解。
（3）将0.06 g由Hummers法制备的氧化石墨加入到步骤（2）所得溶液中，超声处理0.5 小时后，所得溶液转移到100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜放入120 oC烘箱反应12 小时，待反应结束后冷却至常温。
（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤5～6次后，再用无水乙醇洗涤2～3次；洗涤后样品放入干燥箱中80 oC干燥6小时，即得石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料。
所制得的石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料能应用于二氧化碳吸附与捕集。
本发明制备工艺简单，所制备的石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料，具有较好的分散性，并且钙镁铝水滑石片层与片层之间形成褶皱，能够增加材料的有效比表面积，提供更多的吸附活性位点，在二氧化碳吸附剂方面具有较大的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例所制备石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的技术路线示意图。
图2为本发明实施例所制备石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料（a）和钙镁铝水滑石材料（b）的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例：
（1）将0.63 g硝酸钙、0.68 g硝酸镁和1.0 g硝酸铝置于70 mL蒸馏水中，搅拌使金属盐完全溶解。
（2）将4.32 g尿素加入到步骤（1）所得溶液中，再次搅拌，使尿素完全溶解。
（3）将0.06 g由Hummers法制备的氧化石墨加入到步骤（2）所得溶液中，超声处理0.5 小时后，所得溶液转移到100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜放入120 oC烘箱反应12 小时，待反应结束后冷却至常温。
（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤5次后，再用无水乙醇洗涤2次；洗涤后样品放入干燥箱中80 oC干燥6小时，即得石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料。
石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的扫描电镜图如图2（a）所示，可以看出，片层结构的钙镁铝水滑石分布在石墨烯之中，具有较好的分散性，片与片之间形成褶皱，能为二氧化碳吸附提供更多的吸附活性位。
对比例：
（1）依次称取0.63 g硝酸钙、0.68 g硝酸镁和1.0 g硝酸铝置于70 mL蒸馏水中，搅拌使金属盐完全溶解。
（2）称取4.32 g尿素加入到步骤（1）所得溶液中，再次搅拌，使尿素完全溶解。
（3）将步骤（2）所得溶液超声处理0.5 小时，之后转移到100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜放入120 oC烘箱反应12小时，待反应结束后冷却至常温。
（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤5次后，再用乙醇洗涤2次；洗涤后样品放入干燥箱中80 oC干燥6小时，即得钙镁铝水滑石材料。钙镁铝水滑石材料的扫描电镜图如图2（b）所示，可以看出，钙镁铝水滑石材料紧密堆积，有效比表面积较小。
通过实施例和对比例的对照，可以看出本发明所制备的石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料具有较好的分散性和较大的比表面积，具有潜在的二氧化碳吸附与捕集应用前景。

Claims (2)

1.一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将0.63 g硝酸钙、0.68 g硝酸镁和1.0 g硝酸铝置于70 mL蒸馏水中，搅拌使金属盐完全溶解；
（2）将4.32 g尿素加入到步骤（1）所得溶液中，再次搅拌，使尿素完全溶解；
（3）将0.06 g由Hummers法制备的氧化石墨加入到步骤（2）所得溶液中，超声处理0.5小时后，所得溶液转移到100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜放入120 oC烘箱反应12 小时，待反应结束后冷却至常温；
（4）将步骤（3）所得产物进行减压抽滤，用蒸馏水洗涤5～6次后，再用无水乙醇洗涤2～3次；洗涤后样品放入干燥箱中80 oC干燥6小时，即得石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料。
2.根据权利要求1所述方法制备的石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的应用，其特征在于该石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料能应用于二氧化碳吸附与捕集。
CN201811091490.5A 2018-09-19 2018-09-19 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用 Pending CN109126700A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811091490.5A CN109126700A (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811091490.5A CN109126700A (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109126700A true CN109126700A (zh) 2019-01-04

Family

ID=64814903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811091490.5A Pending CN109126700A (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109126700A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109836871A (zh) * 2019-01-20 2019-06-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯复合材料的制备方法及一种聚合物涂层
CN111330540A (zh) * 2020-03-06 2020-06-26 旬阳领盛新材料科技有限公司 一种氧化石墨烯复合铝系锂吸附剂的制备方法
CN114797753A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 武汉理工大学 一种高效吸附二氧化碳的氧化铝基捕集材料及其制备方法和应用
CN115634628A (zh) * 2022-10-17 2023-01-24 厦门大学 一种负载MgAl-LDH的氨基功能化石墨烯气凝胶的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AINARA GARCIA-GALLASTEGUI ET AL: ""Graphene Oxide as Support for Layered Double Hydroxides: Enhancing the CO2 Adsorption Capacity"", 《CHEMISTRY OF MATERIALS》 *
YOSHIO ONO等: "《固体碱催化》", 31 May 2013, 复旦大学出版社 *
叶江涛等: ""钙掺杂镁铝水滑石的制备及其对PVC热稳定性的影响"", 《塑料工业》 *
荆洁颖等: "《高分散纳米催化剂制备及光催化应用》", 30 September 2017, 冶金工业出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109836871A (zh) * 2019-01-20 2019-06-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯复合材料的制备方法及一种聚合物涂层
CN111330540A (zh) * 2020-03-06 2020-06-26 旬阳领盛新材料科技有限公司 一种氧化石墨烯复合铝系锂吸附剂的制备方法
CN114797753A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 武汉理工大学 一种高效吸附二氧化碳的氧化铝基捕集材料及其制备方法和应用
CN115634628A (zh) * 2022-10-17 2023-01-24 厦门大学 一种负载MgAl-LDH的氨基功能化石墨烯气凝胶的制备方法
CN115634628B (zh) * 2022-10-17 2024-09-03 厦门大学 一种负载MgAl-LDH的氨基功能化石墨烯气凝胶的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109126700A (zh) 一种石墨烯/钙镁铝水滑石复合材料的制备方法及应用
CN108786874B (zh) 负载二氧化锰的石墨相氮化碳纳米片材料及其制备方法和应用
US10618813B2 (en) Carbon nitride modified with perylenetetracarboxylic dianhydride / graphene oxide aerogel composite material, preparation method and application thereof
Li et al. Facial synthesis of dandelion-like g-C3N4/Ag with high performance of photocatalytic hydrogen production
CN112138702B (zh) 三维/二维Ni-Co双金属氧化物/g-C3N4纳米复合材料及其制备方法与应用
CN106111174A (zh) g‑C3N4/高岭石复合光催化剂及其制备方法
CN108483444A (zh) 一种α-FeOOH纳米棒负载的多孔生物炭复合材料的制备方法
CN107321341B (zh) 一种硅藻土/(GR+TiO2)复合光催化剂的制备方法
CN105289498B (zh) 一种生物质炭‑碳纳米材料复合物的制备方法
CN106378158A (zh) 一种在可见光下具有高催化降解活性的硫化铋/二氧化钛/石墨烯复合物的制法
CN112156756A (zh) 一种玉米秸秆炭基纳米吸附剂及其制备方法
CN105148964A (zh) 一种三维还原氧化石墨烯-Mn3O4/MnCO3纳米复合材料及其制备方法
Tang et al. Facile hydrothermal-carbonization preparation of carbon-modified Sb2S3 composites for photocatalytic degradation of methyl orange dyes
CN112604690A (zh) 利用农林废弃物制备稀土钙钛矿/生物炭复合材料的方法及其应用
CN104190465A (zh) 一种sapo-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂
Wang et al. Effect of K2CO3 doping on CO2 sorption performance of silicate lithium-based sorbent prepared from citric acid treated sediment
Gong et al. Waste straw derived Mn-doped carbon/mesoporous silica catalyst for enhanced low-temperature SCR of NO
CN104445188A (zh) 一种利用溶液浸洗脱灰制备稻壳基活性炭的方法
CN108435168B (zh) 一种具有可见光吸收及高效co2吸附和转化性能的复合光催化剂及其制备方法
CN109704332A (zh) 一种由单一碳源一步法制备的多孔活性碳及其制备方法和应用
Yao et al. Biomass-assisted synthesis of long-rod TiO2 with oxygen vacancies active sites and biomass carbon for efficient photocatalytic reduction of Cr (VI) under visible light
CN104923279A (zh) 一种BN/MoO3复合光催化材料的制备方法及其用途
WO2024011905A1 (zh) 一种金属负载型镍锰尖晶石纳米球气凝胶及其制备方法及应用
CN115301262B (zh) 一种具有海胆球形貌的复合光催化剂材料及其制备方法和应用
Su et al. Preparation and Properties of CdS/Spherical g-C3N4 nn Heterojunction as a Visible-Light-Driven Photocatalyst for Tetracycline Degradation

Legal Events

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

Application publication date: 20190104