CN110152600A - 用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，将氧化石墨烯加入去离子水中超声30‑60分钟得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液中加入木质纤维素，搅拌6‑8小时分散均匀得溶液A；将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中得溶液B；将溶液A和溶液B混合，然后加入聚乙烯亚胺和京尼平，于40‑50℃搅拌10‑16小时，反应结束于‑20℃冷冻干燥15‑20小时得氧化石墨烯气凝胶。本发明制备的氧化石墨烯气凝胶吸附能力强，具有良好的力学性能和稳定性，且具有磁响应性，能快速分离回收，避免对水体造成二次污染，可在水处理领域重复利用。

Description

用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备 方法
技术领域
本发明属于气凝胶领域，具体涉及一种用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法。
背景技术
气凝胶材料是一种新型的多孔材料，具有孔隙率高、表面积大、吸附性强等特点，氧化石墨烯是天然石墨经化学氧化及剥离后得到的一种单层碳原子二维纳米材料，其宽厚比高达1000，比表面积大、机械强度高，表面和边缘随机分布着大量含氧基团（片层中间：-OH、C-O-C，边缘：-C=O、-COOH），具有两亲性，从薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布，显示出良好的润湿性能和表面活性，并在水中表现出优越的分散性，经化学还原成石墨烯后更表现出优异的导电性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声30-60分钟，得浓度2-5wt%的氧化石墨烯分散液；
2）向步骤1）的氧化石墨烯分散液中加入木质纤维素，搅拌6-8小时分散均匀得溶液A；
3）将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子浓度为1-3wt%；
4）将溶液A和溶液B混合，然后加入聚乙烯亚胺和京尼平，于40-50℃搅拌10-16小时，反应结束于-20℃冷冻干燥15-20小时得氧化石墨烯气凝胶。
具体地，所述步骤2）中木质纤维素的加入量为氧化石墨烯质量的3-8%。
具体地，所述步骤3）中磁性Fe3O4纳米粒子的加入量为氧化石墨烯质量的10-15%。
具体地，所述步骤4）中聚乙烯亚胺的加入量为氧化石墨烯质量的1-4%。
具体地，所述步骤4）中京尼平的加入量为氧化石墨烯质量的0.5-2%。
本发明具有以下有益效果：本发明制备的氧化石墨烯气凝胶吸附能力强，具有良好的力学性能和稳定性，且具有磁响应性，能快速分离回收，避免对水体造成二次污染，可在水处理领域重复利用。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声30-60分钟，得浓度2-5wt%的氧化石墨烯分散液；
2）向步骤1）的氧化石墨烯分散液中加入占氧化石墨烯质量3-8%的木质纤维素，搅拌6-8小时分散均匀得溶液A；
3）将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得磁性Fe3O4纳米粒子浓度为1-3wt%的溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子的质量为氧化石墨烯质量的10-15%；
4）将溶液A和溶液B混合，然后加入占氧化石墨烯质量1-4%的聚乙烯亚胺和占氧化石墨烯质量0.5-2%的京尼平，于40-50℃搅拌10-16小时，反应结束于-20℃冷冻干燥15-20小时得氧化石墨烯气凝胶。
实施例2
用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声30分钟，得浓度4wt%的氧化石墨烯分散液；
2）向步骤1）的氧化石墨烯分散液中加入占氧化石墨烯质量3%的木质纤维素，搅拌6小时分散均匀得溶液A；
3）将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得磁性Fe3O4纳米粒子浓度为1wt%的溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子的质量为氧化石墨烯质量的10%；
4）将溶液A和溶液B混合，然后加入占氧化石墨烯质量4%的聚乙烯亚胺和占氧化石墨烯质量1%的京尼平，于45℃搅拌16小时，反应结束于-20℃冷冻干燥15小时得氧化石墨烯气凝胶。
实施例3
用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声40分钟，得浓度2wt%的氧化石墨烯分散液；
2）向步骤1）的氧化石墨烯分散液中加入占氧化石墨烯质量5%的木质纤维素，搅拌8小时分散均匀得溶液A；
3）将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得磁性Fe3O4纳米粒子浓度为2wt%的溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子的质量为氧化石墨烯质量的13%；
4）将溶液A和溶液B混合，然后加入占氧化石墨烯质量2%的聚乙烯亚胺和占氧化石墨烯质量0.5%的京尼平，于40℃搅拌10小时，反应结束于-20℃冷冻干燥20小时得氧化石墨烯气凝胶。
实施例4
用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声60分钟，得浓度3wt%的氧化石墨烯分散液；
2）向步骤1）的氧化石墨烯分散液中加入占氧化石墨烯质量8%的木质纤维素，搅拌7小时分散均匀得溶液A；
3）将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得磁性Fe3O4纳米粒子浓度为3wt%的溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子的质量为氧化石墨烯质量的15%；
4）将溶液A和溶液B混合，然后加入占氧化石墨烯质量1%的聚乙烯亚胺和占氧化石墨烯质量1.5%的京尼平，于45℃搅拌14小时，反应结束于-20℃冷冻干燥16小时得氧化石墨烯气凝胶。

Claims (5)

1.用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声30-60分钟，得浓度2-5wt％的氧化石墨烯分散液；
2)向步骤1)的氧化石墨烯分散液中加入木质纤维素，搅拌6-8小时分散均匀得溶液A；
3)将磁性Fe3O4纳米粒子超声分散于乙醇中，得溶液B，磁性Fe3O4纳米粒子浓度为1-3wt％；
4)将溶液A和溶液B混合，然后加入聚乙烯亚胺和京尼平，于40-50℃搅拌10-16小时，反应结束于-20℃冷冻干燥15-20小时得氧化石墨烯气凝胶。
2.如权利要求1所述的用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中木质纤维素的加入量为氧化石墨烯质量的3-8％。
3.如权利要求1所述的用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中磁性Fe3O4纳米粒子的加入量为氧化石墨烯质量的10-15％。
4.如权利要求1所述的用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中聚乙烯亚胺的加入量为氧化石墨烯质量的1-4％。
5.如权利要求1所述的用于水处理的具有高重复利用性的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中京尼平的加入量为氧化石墨烯质量的0.5-2％。
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