CN110180513A - 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用 - Google Patents

二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110180513A
CN110180513A CN201910567151.8A CN201910567151A CN110180513A CN 110180513 A CN110180513 A CN 110180513A CN 201910567151 A CN201910567151 A CN 201910567151A CN 110180513 A CN110180513 A CN 110180513A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene oxide
titanium dioxide
water
sponge
polyurethane sponge
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
CN201910567151.8A
Other languages
English (en)
Inventor
童裳慧
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.)
Zhongsu New Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhongsu New Technology Co Ltd
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 Zhongsu New Technology Co Ltd filed Critical Zhongsu New Technology Co Ltd
Priority to CN201910567151.8A priority Critical patent/CN110180513A/zh
Publication of CN110180513A publication Critical patent/CN110180513A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/34Organic compounds containing oxygen
    • C02F2101/345Phenols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤:(1)将聚氨酯海绵进行清洗预处理,然后干燥得到预处理聚氨酯海绵;(2)将氧化石墨烯加入水中分散,得到氧化石墨烯水溶液;(3)将二氧化钛加入水中分散,得到二氧化钛水溶液;(4)将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡,取出沥干水分,进行一次干燥,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵;(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入二氧化钛水溶液中进行二次浸泡,取出沥干水分,进行二次干燥,获得二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵。本发明的二氧化钛‑氧化石墨烯复合海绵具有较高的吸附催化性能。

Description

二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用。
背景技术
酚类化合物作为化学工业的基本原料,广泛应用于工业制造中。常见酚类化合物有甲酚、氯酚、萘酚、氨基酚、硝基酚和苯酚等,在废水中以甲酚和苯酚污染最突出。含酚废水主要来源于塑料厂、焦化厂、石油化工厂、染料厂、农药厂、树脂厂等。酚类化合物具有致癌、致畸、致突变等危害。当酚类化合物污染水体后,必然会危害农作物和人类食品和饮水安全,威胁人类健康。因此,含酚废水处理已成为水处理领域的一个重点治理项目。
目前针对含酚废水的处理方法主要包括三大类:生物法、物理法、化学法。物理法具有简单、易操作、成本低等优点,但是该方法对含酚浓度比较低的废水处理效果较好,对含酚浓度比较高的废水处理效果不理想,达不到国家排放标准。现有技术中,将物理法和化学法结合使用的吸附催化技术是最具前景的含酚废水处理技术之一。
CN105854861A公开了一种石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂的制备方法,以三氯化钛、正己烷、正戊醇、十六烷基三甲基溴化铵和氧化石墨烯为原料,通过水热法反应制得石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂,该法工艺较复杂,催化剂回收困难。CN102350335A公开了一种室温制备纳米二氧化钛/石墨烯复合水凝胶的方法,该方法使用二氧化钛纳米材料和氧化石墨烯分散液混合,获得石墨烯-二氧化钛复合物,由于二氧化钛容易团聚结块,不能良好的分散在石墨烯片层上,影响了其光催化性能。CN108452789A公开了一种复合光催化剂及其制备方法和降解有机酚的方法,本方法通过将二氧化钛、石墨烯和水混合,然后经过热处理获得复合光催化剂,用来降解有机酚,降解120min,降解率最高为60%,降解效果不佳。
由此,研发一种高效处理含酚污水的吸附催化材料十分必要。
发明内容
有鉴于此,本发明的一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法,所述制备方法工艺简单,无二次污染,能够稳定制备二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵。
本发明的另一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵,对废水中的酚类化合物通过物理吸附和化学催化降解进行去除,无二次污染,去除效率高,适用于不同浓度的含酚废水;相比于粉类吸附剂,易于分离和回收,可以重复利用。
本发明的再一个目的在于提供一种二氧化钛-氧化石墨烯在处理含酚污水中的应用,尤其是处理污水中的苯酚。
本发明采用如下技术方案实现上述目的。
一方面,本发明提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法,包括如下步骤:
(1)将聚氨酯海绵进行清洗预处理,并干燥得到预处理聚氨酯海绵;
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,得到氧化石墨烯浓度为2~10mg/ml的氧化石墨烯水溶液;
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到二氧化钛浓度为0.2~2mg/ml的二氧化钛水溶液;
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡,取出沥干水分,进行一次干燥,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵;其中,一次干燥温度为50~100℃,时间为0.2~10h;
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入二氧化钛水溶液中进行二次浸泡,取出沥干水分,进行二次干燥,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵;其中,二次干燥温度为30~85℃,时间为12~48h。
根据本发明的制备方法,优选地,步骤(1)中,清洗预处理依次包括如下步骤:
(a)将聚氨酯海绵置于无水乙醇中进行超声清洗;
(b)将聚氨酯海绵置于去离子水中进行超声清洗;
(c)将聚氨酯海绵用蒸馏水浸泡清洗。
根据本发明的制备方法,优选地,步骤(2)中,所述氧化石墨烯水溶液的氧化石墨烯浓度为4~6mg/ml。
根据本发明的制备方法,优选地,步骤(2)中,所述氧化石墨烯的片径为5~40μm,氧元素与碳元素的摩尔比为0.4~0.8。
根据本发明的制备方法,优选地,步骤(5)中,二次浸泡2~8h。
根据本发明的制备方法,优选地,步骤(5)中,取出二次浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤12~36h,然后沥干水分,进行二次干燥。
另一方面,本发明还提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵。
根据本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵,优选地,二氧化钛与氧化石墨烯的质量比为5~1:1。
再一方面本发明还提供一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵吸附催化处理含酚污水的应用。
根据本发明的应用,所述含酚污水为含有苯酚的污水。
本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵通过物理吸附、化学催化降解对含酚废水中的酚类化合物进行处理,工艺简单、能耗低、处理高效而且无二次污染,适合不同浓度的含酚废水。二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵对苯酚的吸附量高达219mg/g,对苯酚的光降解率高达86%。本发明的制备工艺简单,原料廉价易得,无污染,能够大规模推广。本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵与分散在水体中的粉体吸附剂相比,易于回收,可以重复利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
<二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法>
本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法包括如下步骤:(1)聚氨酯海绵预处理步骤,(2)氧化石墨烯水溶液制备步骤,(3)二氧化钛水溶液制备步骤,(4)氧化石墨烯聚氨酯海绵制备步骤,(5)二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵制备步骤。其中,聚氨酯海绵预处理步骤、氧化石墨烯水溶液制备步骤和二氧化钛水溶液制备步骤的顺序并没有特别限制。
在步骤(1)中,将聚氨酯海绵进行清洗预处理,然后干燥得到预处理聚氨酯海绵。清洗预处理可以包括如下步骤:(a)将聚氨酯海绵置于无水乙醇中进行超声清洗;(b)将聚氨酯海绵置于去离子水中进行超声清洗;(c)将聚氨酯海绵用蒸馏水浸泡清洗。上述处理顺序并没有特别限定。根据本发明的一个实施方式,清洗预处理可以依次包括如下步骤:(a)将聚氨酯海绵置于无水乙醇中进行超声清洗;(b)将聚氨酯海绵置于去离子水中进行超声清洗;(c)将聚氨酯海绵用蒸馏水浸泡清洗。采用上述清洗预处理步骤,可以将聚氨酯海绵中的固体及气体杂质、残留物及吸附物除去,以保障预处理聚氨酯海绵的清洁度,避免影响后续氧化石墨烯的和二氧化钛的复合,以及二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。
根据本发明的一个实施方式,将聚氨酯海绵按顺序进行如下清洗预处理步骤:将聚氨酯海绵置于无水乙醇中进行超声清洗;然后将聚氨酯海绵置于去离子水中进行超声清洗;最后将聚氨酯海绵用蒸馏水浸泡清洗;再将经过上述清洗步骤的聚氨酯海绵在60~80℃,优选为65~75℃,更优选为65~70℃下干燥,得到预处理聚氨酯海绵。在上述温度范围内干燥,不影响聚氨酯海绵的物理化学性能,从而保障二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。
在步骤(2)中,将氧化石墨烯加入水中分散,得到氧化石墨烯水溶液。氧化石墨烯水溶液的氧化石墨烯浓度可以为2~10mg/ml,优选为4~6mg/ml,更优选为5~6mg/ml。采用上述氧化石墨烯浓度,可以促使氧化石墨烯与聚氨酯海绵更好的复合,提高二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附性能,而且节约氧化石墨烯用量,降低物耗和避免产生污染物。
氧化石墨烯的片径可以为5~40μm,优选为10~30μm,更优选为20~25μm。氧化石墨烯采用上述片径尺寸,可以更好地与聚氨酯海绵复合,提高氧化石墨烯斧蛤海绵的吸附能力。氧化石墨烯片径过大,不仅与聚氨酯海绵的复合效果不好,而且在挤压过程中容易从聚氨酯海绵中脱落;氧化石墨烯片径过小,氧化石墨烯与聚氨酯海绵复合后的吸附能力会下降。氧化石墨烯中,氧元素与碳元素的摩尔比为0.4~0.8,优选为0.5~0.7,更优选为0.5~0.6。采用上述氧碳摩尔比的氧化石墨烯,可以提高氧化石墨烯复合海绵的吸附能力。
根据本发明的一个实施方式,步骤(2)中,将片径为20~25μm,且氧元素与碳元素的摩尔比为0.5~0.6的氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为5~6mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
在步骤(3)中,将二氧化钛加入水中分散,得到二氧化钛水溶液。二氧化钛水溶液浓度可以为0.2~2mg/ml,优选为0.4~1.5mg/ml,更优选为0.6~1mg/ml。采用上述浓度的二氧化钛水溶液,二氧化钛可以更好附着在氧化石墨烯复合海绵上。二氧化钛水溶液浓度过低会导致氧化石墨烯复合海绵吸附催化能力降低;浓度过高会导致堵塞复合海绵的空隙,不仅造成吸附催化能力降低,而且增大物耗。
在步骤(4)中,将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡,取出沥干水分,进行一次干燥,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。在此步骤中进行一次浸泡时,为了保证预处理聚氨酯海绵能够充分吸附氧化石墨烯,可以反复挤压浸泡预处理聚氨酯海绵数次。
在步骤(4)中,一次干燥温度可以为50~100℃,优选为60~90℃,更优选为70~80℃;干燥时间可以为0.2~8h,优选为1~8h,更优选为2~5h。采用上述干燥条件,可以在不影响氧化石墨烯聚氨酯海绵的物理、化学性能的前提下,提高干燥效率,并且保证后续生成的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。
在步骤(5)中,将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入二氧化钛水溶液中进行二次浸泡,取出沥干水分,进行二次干燥,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵。进行二次浸泡时,氧化石墨烯聚氨酯海绵置于二氧化钛水溶液中静止浸泡,以保证二氧化钛更好附着在氧化石墨烯聚氨酯海绵上。
在步骤(5)中,二次浸泡时间可以为2~8h,优选为2~6h,更优选为2~4h;二次干燥温度可以为30~85℃,优选为40~70℃,更优选为50~65℃;二次干燥时间为12~48h,优选为20~48h,更优选为24~36h。采用上述干燥条件,不影响生成的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。
在本发明某些实施例中,在步骤(5)中,取出二次浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤,然后沥干水分,进行二次干燥。浸泡洗涤时间可以为12~36h,优选为20~48h,更优选为24~36h。将杂质、吸附不稳定及多余的二氧化钛通过在去离子水中浸泡洗涤除去,使吸附在氧化石墨烯聚氨酯海绵上的二氧化钛吸附更稳定,有利于生成的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵更好吸附催化污水中的酚类化合物,而且不会对处理后的污水造成二次污染。
根据本发明的一个实施方式,将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入浓度为0.4~0.6mg/ml二氧化钛水溶液中进行二次浸泡,取出二次浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24~36h,浸泡洗涤后沥干水分,在50~65℃下进行二次干燥24~36h。
<二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵>
本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵采用上述方法制备得到,这里不再赘述。本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵通过将氧化石墨烯和二氧化钛填充附着在聚氨酯海绵空隙中,通过物理吸附、化学催化降解对污水中的酚类化合物进行处理,由于其超大的比表面积,丰富的孔隙结构,含氧亲水基团使其对酚类化合物,尤其是苯酚,具有很高的吸附量;二氧化钛协同氧化石墨烯,使二氧化钛催化酚类化合物生成的电子进入氧化石墨烯中,通过电子与空穴分别限制于附着在海绵上的不同物相中,从而提高二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。经试验证明,本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵对苯酚的吸附量达219mg/g,对苯酚的光降解率可达86%。
根据本发明的一个实施方式,二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵中,二氧化钛与氧化石墨烯的质量比可以为5~1:1,优选为5~2:1,更优选为5~3:1。采用上述范围内的二氧化钛与氧化石墨烯质量比,可以进一步的提高二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的吸附催化性能。
<二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的应用>
本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵用于吸附催化处理含酚污水的应用。本发明的复合海绵对苯酚的处理效果更明显,本发明的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵在含有苯酚的污水处理中具有巨大的应用前景。
以下描述实施例和对比例中使用的原料:
氧化石墨烯:片径为20~25μm,氧元素与碳元素的摩尔比为0.6,常州第六元素材料科技股份有限公司。
实施例1
(1)将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃烘干,得到预处理聚氨酯海绵。
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到浓度为0.2mg/ml二氧化钛水溶液。
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液中,挤压浸泡的预处理聚氨酯海绵数次,使氧化石墨烯充分附着在预处理聚氨酯海绵基质上,然后将聚氨酯海绵取出沥干水分,在80℃下干燥5h,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入浓度为0.2mg/ml二氧化钛水溶液中进行浸泡,静止浸泡2h,取出浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24h,然后取出沥干水分在65℃下干燥24h,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵备用,体积为10×10×2cm3
实施例2
(1)将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃下烘干,得到预处理聚氨酯海绵。
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到浓度为0.4mg/ml二氧化钛水溶液。
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液中,挤压浸泡的预处理聚氨酯海绵数次,使氧化石墨烯充分附着在预处理聚氨酯海绵基质上,然后将聚氨酯海绵取出沥干水分,在80℃下干燥5h,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入浓度为0.4mg/ml二氧化钛水溶液中进行浸泡,静止浸泡2h,取出浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24h,然后取出沥干水分在65℃下干燥24h,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵备用,体积为10×10×2cm3
实施例3
(1)将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃下烘干,得到预处理聚氨酯海绵。
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到浓度为0.6mg/ml二氧化钛水溶液。
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液中,挤压浸泡的预处理聚氨酯海绵数次,使氧化石墨烯充分附着在预处理聚氨酯海绵基质上,然后将聚氨酯海绵取出沥干水分,在80℃下干燥5h,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入浓度为0.6mg/ml二氧化钛水溶液中进行浸泡,静止浸泡2h,取出浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24h,然后取出沥干水分在65℃下干燥24h,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵备用,体积为10×10×2cm3
实施例4
(1)将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃下烘干,得到预处理聚氨酯海绵。
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为5mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到浓度为2mg/ml二氧化钛水溶液。
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入浓度为5mg/ml的氧化石墨烯水溶液中,挤压浸泡的预处理聚氨酯海绵数次,使氧化石墨烯充分附着在预处理聚氨酯海绵基质上,然后将聚氨酯海绵取出沥干水分,在80℃下干燥0.4h,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入浓度为2mg/ml二氧化钛水溶液中进行浸泡,静止浸泡2h,取出浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24h,然后取出沥干水分在65℃下干燥24h,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵备用,体积为10×10×2cm3
对比例1
(1)将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃下烘干,得到预处理聚氨酯海绵。
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,通过超声振荡使之分散均匀,得到浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
(3)将预处理聚氨酯海绵浸入浓度为2mg/ml的氧化石墨烯水溶液中,挤压浸泡的预处理聚氨酯海绵数次,使氧化石墨烯充分附着在预处理聚氨酯海绵基质上,然后将聚氨酯海绵取出沥干水分,在80℃下干燥5h,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵。
(4)将氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤24h,然后取出沥干水分在65℃下干燥24h,获得氧化石墨烯复合海绵备用,体积为10×10×2cm3
对比例2
将聚氨酯海绵依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗,然后用大量蒸馏水浸泡洗涤,沥干,在65℃下干燥2h,得到预处理聚氨酯海绵备用,体积为10×10×2cm3
实验例
苯酚吸附性测试:
(1)将样品填装于直径为10cm的试管中;
(2)将200ml浓度为5000mg/L的高浓度苯酚废水注入试管中进行过滤。
为了方便目测观察,在苯酚废水中添加三氯化铁作为显色剂,采用紫外分光光度计法测试过滤后苯酚废水中的苯酚的浓度,从而计算出样品中苯酚的吸附量;将吸附饱和的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵置于500W氙灯下,照射120min,再通过紫外分光光度计测试苯酚的浓度,从而计算出苯酚的光催化降解率;结果如表1所示。实施例1~4的样品对苯酚的吸附性能大于对比例1的样品的吸附性能,而且远大于对比例2预处理聚氨酯海绵对苯酚的吸附性能;实施例1~4的样品对苯酚的催化性能大于对比例1的样品的催化性能,而且远大于对比例2预处理聚氨酯海绵对苯酚的催化性能。
表1
检测样品 苯酚的吸附量(mg/g) 光催化降解率(wt%)
实施例1 208 75
实施例2 219 77
实施例3 216 84
实施例4 189 70
对比例1 151 35
对比例2 50 0
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将聚氨酯海绵进行清洗预处理,然后干燥得到预处理聚氨酯海绵;
(2)将氧化石墨烯加入水中分散,得到氧化石墨烯浓度为2~10mg/ml的氧化石墨烯水溶液;
(3)将二氧化钛加入水中分散,得到二氧化钛浓度为0.2~2mg/ml的二氧化钛水溶液;
(4)将预处理聚氨酯海绵浸入氧化石墨烯水溶液中进行一次浸泡,取出沥干水分,进行一次干燥,得到氧化石墨烯聚氨酯海绵;其中,一次干燥温度为50~100℃,时间为0.2~10h;
(5)将氧化石墨烯聚氨酯海绵浸入二氧化钛水溶液中进行二次浸泡,取出沥干水分,进行二次干燥,获得二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵;其中,二次干燥温度为30~85℃,时间为12~48h。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,清洗预处理依次包括如下步骤:
(a)将聚氨酯海绵置于无水乙醇中进行超声清洗;
(b)将聚氨酯海绵置于去离子水中进行超声清洗;
(c)将聚氨酯海绵用蒸馏水浸泡清洗。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氧化石墨烯水溶液的氧化石墨烯浓度为4~6mg/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氧化石墨烯的片径为5~40μm,氧元素与碳元素的摩尔比为0.4~0.8。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,二次浸泡2~8h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,取出二次浸泡后的氧化石墨烯聚氨酯海绵置于去离子水中浸泡洗涤12~36h,然后沥干水分,进行二次干燥。
7.根据权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵。
8.根据权利要求7所述的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵,其中,二氧化钛与氧化石墨烯的质量比为5~1:1。
9.根据权利要求7所述的二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵吸附催化处理含酚污水的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,所述含酚污水为含有苯酚的污水。
CN201910567151.8A 2019-06-27 2019-06-27 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用 Pending CN110180513A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910567151.8A CN110180513A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910567151.8A CN110180513A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110180513A true CN110180513A (zh) 2019-08-30

Family

ID=67723881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910567151.8A Pending CN110180513A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110180513A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111250061A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 上海工程技术大学 二氧化钛/氧化石墨烯/硬脂酸复合改性海绵的制备方法
CN112852008A (zh) * 2020-12-25 2021-05-28 慕思健康睡眠股份有限公司 一种石墨烯复合海绵的制作工艺
CN113663738A (zh) * 2021-09-02 2021-11-19 江苏奥净嘉环保科技有限公司 一种具有光催化功能的海绵的制备方法
CN113694915A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 特灵空调系统(中国)有限公司 二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150194667A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Gordon Chiu Hydrophobic and oleophilic sponge-like compositions
CN105170132A (zh) * 2015-07-24 2015-12-23 河海大学 聚氨酯海绵负载银石墨烯二氧化钛纳米粒子复合材料、制备方法及应用
CN108384049A (zh) * 2018-03-15 2018-08-10 常州碳星科技有限公司 一种二氧化钛-石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150194667A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Gordon Chiu Hydrophobic and oleophilic sponge-like compositions
CN105170132A (zh) * 2015-07-24 2015-12-23 河海大学 聚氨酯海绵负载银石墨烯二氧化钛纳米粒子复合材料、制备方法及应用
CN108384049A (zh) * 2018-03-15 2018-08-10 常州碳星科技有限公司 一种二氧化钛-石墨烯复合海绵及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈宜菲等: "TiO2/氧化石墨烯复合材料的太阳光催化性能研究", 《环境科学与技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111250061A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 上海工程技术大学 二氧化钛/氧化石墨烯/硬脂酸复合改性海绵的制备方法
CN112852008A (zh) * 2020-12-25 2021-05-28 慕思健康睡眠股份有限公司 一种石墨烯复合海绵的制作工艺
CN113694915A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 特灵空调系统(中国)有限公司 二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法
CN113663738A (zh) * 2021-09-02 2021-11-19 江苏奥净嘉环保科技有限公司 一种具有光催化功能的海绵的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110180513A (zh) 二氧化钛-氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用
CN110180514A (zh) 氧化石墨烯复合海绵及其制备方法和应用
Zhuang et al. Advanced treatment of biologically pretreated coal gasification wastewater by a novel heterogeneous Fenton oxidation process
CN105642248B (zh) 一种空气净化器用甲醛滤网复合材料及其制备方法
CN109499573A (zh) 一种磁性木基材料的原位制备方法
CN204162465U (zh) 一种基于光催化复合陶瓷分离膜的水处理装置
CN110756163A (zh) 一种纳米CoFe2O4/碳纤维毡复合材料及其制备方法和应用
CN102553649B (zh) 17β-雌二醇分子印迹银掺杂的TiO2纳米管及其制备方法
CN103408166A (zh) 一种复合型便携式节能净水器
CN106673121A (zh) 一种光催化法净化污水中四环素的方法
CN106582611B (zh) 一种有机污染物光降解催化剂的制备方法
CN104096465B (zh) 一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法
CN104326524A (zh) 光催化降解苯酚的方法
CN110180564A (zh) 一种二硫化钼催化膜及其制备和应用
CN107649154B (zh) 可见光光催化剂负载二氧化钛纳米管电极及其制备方法和应用
CN101380569B (zh) 负载二氧化钛颗粒的三维有序大孔炭制备方法及应用方法
CN203095665U (zh) 二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置
CN104162418A (zh) 一种活性炭负载二氧化钛复合光催化剂及其制备方法
CN115159627B (zh) 一种流水驱动的二硫化钼/碳毡柔性压电材料及其制备方法和对抗生素的降解应用
CN114950494B (zh) 一种催化降解四环素的光催化材料及其制备方法
CN102120665B (zh) 一种光催化净化水中五氯酚的方法
CN104353354A (zh) 电化学降解与光催化技术联用的空气净化方法
CN112604652B (zh) 一种复合材料及其制备方法
CN103159316B (zh) 一种光催化臭氧化去除水中有机物的方法
CN102553534B (zh) 17β-雌二醇分子印迹TiO2纳米管及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190830