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
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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
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。
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Cited By (4)
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)
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 |
-
2019
- 2019-06-27 CN CN201910567151.8A patent/CN110180513A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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)
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)
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 |
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