CZ306078B6 - Process for preparing nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material per se and use thereof - Google Patents
Process for preparing nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material per se and use thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306078B6 CZ306078B6 CZ2015-5A CZ20155A CZ306078B6 CZ 306078 B6 CZ306078 B6 CZ 306078B6 CZ 20155 A CZ20155 A CZ 20155A CZ 306078 B6 CZ306078 B6 CZ 306078B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- graphene oxide
- polystyrene
- nanocomposite material
- water
- material based
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenu, nanokompozitní materiál a jeho použitíMethod of preparation of nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material and its use
Oblast technikyField of technology
Předkládaný vynález se týká způsobu výroby kompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a redukovaného grafen oxidu s polystyrenem, tohoto kompozitního materiálu, a jeho použití pro sorpci radionuklidů z kontaminovaných vod.The present invention relates to a process for the production of a composite material based on graphene oxide and reduced graphene oxide with polystyrene, this composite material, and its use for the sorption of radionuclides from contaminated waters.
Dosavadní stav technikyPrior art
Ke kontaminaci životního prostředí radionuklidy došlo již mnohokrát, ať již vlivem nehod, či jako vedlejší efekt jiných činností, či cíleně. Z hlediska ozáření člověka jsou zvláště nebezpečné kontaminanty uvolněné do životního prostředí v důsledku atmosférických zkoušek jaderných zbraní (vletech 1945 až 1980) nebo po poškození jaderného zařízení. Příkladem jsou havárie - v roce 1979 v jaderné elektrárně Three Mile Island v USA, v roce 1986 na Cemobylské JE v bývalém SSSR a v březnu 2011 na prvním, druhém i třetím energobloku JE Fukušima-1 v Japonsku. V případě Čemobylské havárie se jednalo o únik velké škály radionuklidů, ze kterých krátkodobou a dlouhodobou kontaminaci v postižených oblastech nejvíce ovlivnily zejména čtyři prvky uvolněné z aktivní zóny reaktoru, a to radiojód (hlavně 131I s poločasem rozpadu 8 dní), radiocesium (134Cs s poločasem rozpadu 2,2 let a l37Cs s poločasem rozpadu 30 let), radiostroncium (90Sr s poločasem rozpadu 28 let) a radioplutonium (239Pu s poločasem rozpadu 2,4.104 let a 240Pu s poločasem rozpadu 6,6.103 let). Na našem území dosud přetrvává zejména kontaminace 137Cs a 90Sr. Obdobné radionuklidy (avšak v menším množství) byly uvolněny do životního prostředí i v případě poškozené jaderné elektrárny ve Fukušimě.Environmental contamination with radionuclides has occurred many times, either as a result of accidents, or as a side effect of other activities, or in a targeted manner. From the point of view of human exposure, contaminants released into the environment as a result of atmospheric tests of nuclear weapons (between 1945 and 1980) or after damage to nuclear equipment are particularly dangerous. Examples are accidents - in 1979 at the Three Mile Island nuclear power plant in the USA, in 1986 at the Cemobyl NPP in the former USSR and in March 2011 at the first, second and third power units of the Fukushima-1 NPP in Japan. For Čemobylské accident the release is a huge variety of radionuclides from which short and long term contamination in the affected areas most affected especially four elements are released from the reactor core, and radioactive iodine (mainly 131 I half-life of 8 days), radiocesium (134 Cs with a half-life of 2.2 years and l37 Cs with a half-life of 30 years), radiostrontium ( 90 Sr with a half-life of 28 years) and radioplutonium ( 239 Pu with a half-life of 2.4.10 4 years and 240 Pu with a half-life of 6.6.10 3 flight). In particular, 137 Cs and 90 Sr contamination persists in our territory. Similar radionuclides (but in smaller amounts) were released into the environment even in the case of a damaged nuclear power plant in Fukushima.
Rozsáhle byly studovány a použity při odstraňování radioaktivních iontů z vody pomocí iontové výměny přírodní anorganické materiály na bázi aluminosilikátů, např. jíly, zeolity, bentonity nebo slídy. Bylo zjištěno, že syntetické anorganické materiály na bázi katexů, jako jsou např. syntetické slídy, vrstevnaté zirkonium-fosfáty, niobičnany a titaničitany jsou lepšími sorbenty než přírodní materiály, pokud se jedná o jejich selektivitu k odstranění radioaktivních iontů z kontaminovaných vod.Natural inorganic materials based on aluminosilicates, such as clays, zeolites, bentonites or mica, have been extensively studied and used in the removal of radioactive ions from water by ion exchange. Synthetic inorganic materials based on cations, such as synthetic mica, layered zirconium phosphates, niobates and titanates, have been found to be better sorbents than natural materials in terms of their selectivity for removing radioactive ions from contaminated waters.
Dále bylo zjištěno, že nanočástice anorganických látek ochotně reagují s jinými částicemi, respektive mají tendenci se aglomerovat a/nebo je lze rychle přeměnit na jiné krystalové fáze, které lze poté snadno separovat z roztoku.Furthermore, it has been found that nanoparticles of inorganic substances readily react with other particles or tend to agglomerate and / or can be rapidly converted to other crystalline phases, which can then be easily separated from solution.
Patenty WO2012170086A1, CA2828361A1 a EP2678102A1 popisují způsob odstraňování různých polutantů (radionuklidy, perchloridy a organohalogeny) ze životního prostředí využitím sorpčních vlastností grafen oxidu. Grafen oxid je hydrofilní, s vodou tvoří stabilní koloidní roztoky, je netoxický a biologicky odbouratelný. Suspense grafen oxidu ve vodě vykazuje výborné sorpční vlastnosti pro těžké kovy jako Co, Cd, As nebo Cu. Povrch grafen oxidu obsahuje epoxy-, hydroxyl- a karboxyl - ové skupiny, které jsou vhodné pro interakci s kationty a anionty. Po přidání suspense grafen oxidu k roztoku radionuklidů dochází ke koagulaci. Kritická koagulační koncentrace grafen oxidu s různými kationty závisí hlavně na náboji kationtu a pH roztoku. Sorpce radionuklidů zřejmě vytvoří můstkové vazby mezi jednotlivými nanodestičkami grafen oxidu a tím se způsobí koagulace. Romanchuk et al. (Romanchuk, A.Y., et al, Physical Chemistry Chemical Physics, 2013. 15(7): p. 2321-2327) popisuje účinnost grafen oxidu pro rychlé odstranění některé z nejvíce toxických radionuklidů s dlouhým poločasem rozpadu z kontaminované vody, a to i z kyselých roztoků (pH < 2). Byly studovány interakce grafen oxidu s aktinidy Am3+, Th4+, Pu4+, Np5+, U6+ a typickými štěpnými produkty jako je Sr2+, Eu3+ a Tc7+.WO2012170086A1, CA2828361A1 and EP2678102A1 describe a method for removing various pollutants (radionuclides, perchlorides and organohalogens) from the environment using the sorption properties of graphene oxide. Graphene oxide is hydrophilic, forms stable colloidal solutions with water, is non-toxic and biodegradable. A suspension of graphene oxide in water shows excellent sorption properties for heavy metals such as Co, Cd, As or Cu. The surface of graphene oxide contains epoxy, hydroxyl and carboxyl groups which are suitable for interaction with cations and anions. After adding the graphene oxide suspension to the radionuclide solution, coagulation occurs. The critical coagulation concentration of graphene oxide with different cations depends mainly on the charge of the cation and the pH of the solution. The sorption of radionuclides is likely to form bridges between the individual graphene oxide nanoplates, causing coagulation. Romanchuk et al. (Romanchuk, AY, et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2013. 15 (7): pp. 2321-2327) describes the efficacy of graphene oxide for the rapid removal of some of the most toxic long-lived radionuclides from contaminated water, including acidic ones. solutions (pH <2). The interactions of graphene oxide with the actinides Am 3+ , Th 4+ , Pu 4+ , Np 5+ , U 6+ and typical fission products such as Sr 2+ , Eu 3+ and Tc 7+ were studied.
- 1 CZ 306078 B6- 1 CZ 306078 B6
Polystyren interkalovaný mezi jednotlivé lístky grafen oxidu byl připraven emulzní polymerací pomocí dodecylsíranu sodného (Ding, R., et al., Polymer Degradation and Stability, 2003. 81(3): p. 473-476.). Kompozitní pěna polystyrenu s grafen oxidem byla připravena smícháním roztoku polystyrenu rozpuštěného v dimethylformamidu následným nadkritickým sušením pomocí C02 (Yang, J., et aL, The Journal of Supercritical Fluids, 2011. 56(2): p. 201-207.). Nanokompozitní materiál grafenu a polystyrenu byl připraven in situ emulzní polymerací. Grafenové nanodestiěky byly získány redukcí nanodestiček grafen oxidu pomocí hydrazin hydrátu a redukčního činidla při 100 °C (Hu, EL, et al., Chemical Physics Letters, 2010. 484(4-6): p. 247-253).Polystyrene intercalated between individual graphene oxide sheets was prepared by emulsion polymerization with sodium dodecyl sulfate (Ding, R., et al., Polymer Degradation and Stability, 2003. 81 (3): pp. 473-476). Graphene oxide polystyrene composite foam was prepared by mixing a solution of polystyrene dissolved in dimethylformamide followed by supercritical drying with CO 2 (Yang, J., et al., The Journal of Supercritical Fluids, 2011. 56 (2): pp. 201-207). The nanocomposite material graphene and polystyrene was prepared by in situ emulsion polymerization. Graphene nanoplates were obtained by reducing graphene oxide nanoplates with hydrazine hydrate and a reducing agent at 100 ° C (Hu, EL, et al., Chemical Physics Letters, 2010. 484 (4-6): pp. 247-253).
Polystyrénové sférické částice pokryté nanodestičkami grafen oxidu byly úspěšně připraveny emulzní polymerací styrenu v přítomnosti grafen oxidu (Che Man, S.H., et al, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2013. 51(1): p. 47-58.). Tato metoda však umožňuje pouze lineární polymerní řetězce, což se následně negativně projevuje na kvalitě sorpce.Polystyrene spherical particles coated with graphene oxide nanoplates have been successfully prepared by emulsion polymerization of styrene in the presence of graphene oxide (Che Man, SH, et al., Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2013. 51 (1): pp. 47-58.) . However, this method allows only linear polymer chains, which in turn has a negative effect on the quality of sorption.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Předkládaný vynález řeší problémy stavu techniky poskytnutím nového způsobu výroby kompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenu, takto připravitelného materiálu a jeho použitím ve vodných suspenzích pro záchyt radionuklidů a novým způsobem výroby tohoto nanokompozitního materiálu. Způsob výroby kompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenu podle předkládaného vynálezu vede k podstatně lepším výsledkům sorpčních experimentů.The present invention solves the problems of the prior art by providing a new process for the production of a composite material based on graphene oxide and polystyrene, a material thus prepared and its use in aqueous suspensions for radionuclide capture and a new process for the production of this nanocomposite material. The process for the production of a composite material based on graphene oxide and polystyrene according to the present invention leads to substantially better results of sorption experiments.
Podstatou předkládaného vynálezu je způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenu, kdy se nejprve grafen oxid připraví reakcí grafenu s kyselinou sírovou, kyselinou fosforečnou a manganistanem draselným, reakční produkt se pak smísí s vodným roztokem peroxidu vodíku a promyje se, takto připravená suspenze grafen oxidu nebo redukovaného grafen oxidu (poskytnutého mezikrokem redukce) ve vodě smíchá se styrenem a divinylbenzenem a reakční směs se zahřeje na teplotu v rozmezí 80 °C až 100 °C. Následně se k reakční směsi přidá 4-styrensulfonát a ve vodě rozpustný iniciátor reakce a za stálého míchání a teploty se ponechá reagovat po dobu alespoň dvou hodin.The present invention relates to a process for preparing a nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, in which graphene oxide is first prepared by reacting graphene with sulfuric acid, phosphoric acid and potassium permanganate, mixing the reaction product with aqueous hydrogen peroxide and washing. graphene oxide or reduced graphene oxide (provided by the reduction step) in water is mixed with styrene and divinylbenzene and the reaction mixture is heated to a temperature in the range of 80 ° C to 100 ° C. Subsequently, 4-styrenesulfonate and a water-soluble reaction initiator are added to the reaction mixture and allowed to react for at least two hours with stirring and temperature.
V jednom provedení je iniciátorem reakce peroxodisíran draselný a/nebo hydrogenuhličitan sodnýV jiném provedení reakce probíhá při teplotě v rozmezí od 85 °C do 95 °C, s výhodou při 90 °C až 95 °C, nej výhodněji při 91 °C.In one embodiment, the reaction initiator is potassium persulfate and / or sodium bicarbonate. In another embodiment, the reaction proceeds at a temperature in the range of 85 ° C to 95 ° C, preferably at 90 ° C to 95 ° C, most preferably at 91 ° C.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále nanokompozitní materiál na bázi grafen oxidu a polystyrenu připravitelný postupem podle vynálezu.The present invention further relates to a nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene obtainable by the process according to the invention.
Předmětem předkládaného vynálezu je rovněž použití nanokompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenu připravitelného postupem podle vynálezu pro sorpci radionuklidů, s výhodou vybraných ze skupiny zahrnující 137Cs, l52‘4Eu, 85Sr, 60Co.The present invention is also the use of a nanocomposite material based on the graphene oxide and polystyrene obtainable according to the invention for sorption of radionuclides, preferably selected from the group consisting of Cs 137, L52 '4 Eu, 85 Sr, 60 Co
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Příklad 1: Příprava nanokompozitního materiálu na bázi grafen oxidu a polystyrenuExample 1: Preparation of a nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene
Grafen oxid se připraví reakcí Ig grafenu s 60 ml 96% kyseliny sírové, 10 ml 85% kyseliny fosforečné a 3 g manganistanu draselného při teplotě 40 °C. Reakční produkt se smísí s 200 ml 30% roztoku peroxidu vodíku při teplotě 0 °C a promyje se pomocí dialýzy.Graphene oxide is prepared by reacting Ig graphene with 60 ml of 96% sulfuric acid, 10 ml of 85% phosphoric acid and 3 g of potassium permanganate at 40 ° C. The reaction product is mixed with 200 ml of 30% hydrogen peroxide solution at 0 [deg.] C. and washed by dialysis.
-2CZ 306078 B6-2EN 306078 B6
Ve 250 ml čtyřhrdlé baňce s kulatým dnem vybavené mechanickým míchadlem, chladičem, teploměrem a přívodem dusíku bylo rozmícháno 10 ml suspense grafen oxidu (0.01g/ml) v 75 ml destilované vody. Inertní plyn (N2 nebo Ar) se nechá 10 minut probublávat suspenzí grafen oxidu kvůli odstranění kyslíku ze vzduchu, protože kyslík inhibuje radikálovou polymerací. Potom se přidá směs 5 ml styrenu a 1 ml divinylbenzenu a reakční směs se míchá a začne se zahřívat. Jakmile se reakční směs zahřeje na teplotu 91 °C, přidá se 2,5 ml roztoku sodné soli 4-styrensulfonátu, připraveného rozpuštěním 4,00 g sodné soli 4-styrensulfonátu ve 100,0 ml vody. Po 3 minutách se přidá dalších 5 ml tohoto roztoku sodné soli 4-styrensulfonátu a 1 ml roztoku persíranu draselného a hydrogenuhličitanu sodného, připraveného rozpuštěním 1 g K2S20s a 3,5 g NaHC03 ve 100 ml vody. Reakční směs se udržuje na reakční teplotě 91 °C a intenzívně se míchá. Po 85 minutách se přidá směs 1 ml styrenu, 1 ml divinylbenzenu v 7 ml vody, 8,0 ml roztoku sodné soli 4-styrensulfonátu a 1,0 ml roztoku persíranu draselného a hydrogenuhličitanu sodného. Reakční směs se za stálého míchání udržuje na teplotě 91 °C ještě další hodinu, poté se nechá vychladnout na laboratorní teplotu, produkt se promyje na filtru ethanolem a usuší při teplotě 90 °C.10 ml of a suspension of graphene oxide (0.01 g / ml) in 75 ml of distilled water was stirred in a 250 ml four-necked round-bottomed flask equipped with a mechanical stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet. The inert gas (N 2 or Ar) is bubbled with a graphene oxide suspension for 10 minutes to remove oxygen from the air because the oxygen is inhibited by radical polymerization. A mixture of 5 ml of styrene and 1 ml of divinylbenzene is then added and the reaction mixture is stirred and heated. Once the reaction mixture was heated to 91 ° C, 2.5 mL of a solution of 4-styrenesulfonate sodium prepared by dissolving 4.00 g of 4-styrenesulfonate sodium in 100.0 mL of water was added. After 3 minutes, a further 5 ml of this solution of sodium 4-styrenesulphonate and 1 ml of a solution of potassium persulphate and sodium bicarbonate, prepared by dissolving 1 g of K 2 S 2 O 5 and 3.5 g of NaHCO 3 in 100 ml of water, are added. The reaction mixture was maintained at a reaction temperature of 91 ° C and stirred vigorously. After 85 minutes, a mixture of 1 ml of styrene, 1 ml of divinylbenzene in 7 ml of water, 8.0 ml of sodium 4-styrenesulfonate solution and 1.0 ml of potassium persulphate and sodium bicarbonate solution is added. The reaction mixture is kept at 91 DEG C. for a further hour with stirring, then allowed to cool to room temperature, the product is washed on the filter with ethanol and dried at 90 DEG C.
Příklad 2: SorpceExample 2: Sorption
Pro testování byla navržena metoda „batch - sorption“. Jedná se o statickou metodu, kdy v uzavřené nádobě (zkumavce) dochází k promíchávání fáze pevné s kapalnou po stanovenou dobu. Přesněji řečeno po vymezený čas, než koncentrace sledovaného radionuklidů dosáhne rovnovážného stavu mezi oběma fázemi. Poté se vzorky ve zkumavce vloží do centrifugy za účelem separace fází, po odstředění se odebere alikvótní podíl kapalné fáze, který se proměří pomocí gama spektrometru. Účinnost sorpce se potom vypočítá podle níže uvedeného vztahu. S každou sadou vzorků je nutné zároveň měřit i tzv. slepý vzorek neboli standard, který neobsahuje pevnou fázi a tudíž obsahuje po celou dobu procesu výchozí koncentraci sledovaného radionuklidů. Tato metoda je dostatečná ke sledování imobilizace daného radionuklidů (137Cs, I52^*Eu, 85Sr) v pevné fázi a k porovnávání rozdílu mezi jednotlivými matricemi. Výsledkem určujícím rozdělení radionuklidů mezi pevnou a kapalnou fázi po zvolené době kontaktu obou fází je potom distribuční konstanta KD. Tato distribuční konstanta KD popisující adsorpční chování radionuklidů na pevné fázi je definována pro rovnovážný stav jako:The "batch - sorption" method was proposed for testing. This is a static method, in which a solid-liquid phase is mixed in a closed vessel (test tube) for a specified time. More precisely, for a limited time before the concentration of the monitored radionuclide reaches an equilibrium state between the two phases. The samples are then placed in a centrifuge in a centrifuge to separate the phases, and after centrifugation, an aliquot of the liquid phase is taken and measured with a gamma spectrometer. The sorption efficiency is then calculated according to the relationship below. With each set of samples, it is necessary to measure at the same time the so-called blank sample, or standard, which does not contain a solid phase and therefore contains the initial concentration of the monitored radionuclides throughout the process. This method is sufficient to monitor the immobilization of a given radionuclide ( 137 Cs, I52 ^ * Eu, 85 Sr) in the solid phase and to compare the difference between individual matrices. The result determining the distribution of radionuclides between the solid and liquid phases after the selected contact time of the two phases is then the distribution constant K D. This distribution constant K D describing the adsorption behavior of radionuclides on a solid phase is defined for the equilibrium state as:
kde AS| je hodnota počáteční relativní aktivity roztoku, A je hodnota relativní aktivity roztoku po adsorpci radioaktivního izotopu na pevné fázi, V je objem kapalné fáze (ml) a m je hmotnost pevné fáze (g).where A S | is the value of the initial relative activity of the solution, A is the value of the relative activity of the solution after adsorption of the radioactive isotope on the solid phase, V is the volume of the liquid phase (ml) and m is the mass of the solid phase (g).
Vzorek se skládá zpěvné fáze (sorbentu), kterou v tomto případě tvořil kompozitní materiál grafen oxid - polystyren a z fáze kapalné, což je demineralizovaná voda obsahující kationty radionuklidů. Koncentrace kationtů Cs+, Sr2+ a Eu3+ v mol.L-1 je nahrazena aktivitou v jednotkách Bq.The sample consists of a solid phase (sorbent), which in this case consisted of a composite material graphene oxide - polystyrene and a liquid phase, which is demineralized water containing cations of radionuclides. The concentration of Cs + , Sr 2+ and Eu 3+ cations in mol.L -1 is replaced by activity in Bq units.
Aktivity pro jednotlivé radionuklidy ve vzorcích byly následující:The activities for the individual radionuclides in the samples were as follows:
Cs+... 11883 Bq, Sr2+ ...2038,5 Bq, Eu3+...l 194,5 Bq.Cs + ... 11883 Bq, Sr 2+ ... 2038,5 Bq, Eu 3+ ... l 194,5 Bq.
Poměr fáze pevné ku kapalné byl 1:300, tj. 0,01 g navážky sorbentu zalitý 3 ml H2O.The ratio of solid to liquid phase was 1: 300, i.e. 0.01 g of sorbent batch embedded in 3 ml of H 2 O.
Výsledky sorpce radionuklidů 137Cs, l52 4Eu a 85Sr jsou uvedeny v Tabulce 1. Vzorky A a B jsou různé šarže kompozitu grafen oxidu a polystyrenu.The sorption results of the radionuclides 137 Cs, 524 Eu and 85 Sr are shown in Table 1. Samples A and B are different batches of a graphene oxide and polystyrene composite.
-3 CZ 306078 B6-3 CZ 306078 B6
Tabulka 1: Sorpce Cs, Sr a Eu na nanosorbentech grafen oxid - polystyren.Table 1: Sorption of Cs, Sr and Eu on graphene oxide - polystyrene nanosorbents.
Příklad 3: Srovnávací experimentExample 3: Comparative experiment
V rámci srovnávacího experimentu (s Huating Hu, Xianbao Wang, Jingchao Wang, Li Wan, Fangming Liu, Han Zheng, Rong Chen a Chunhui Xu; Chem. Phys. Lett. 484 (2010) 247-253) byl zopakován způsob přípravy grafen oxidu a grafenu modifikovanou Hummersovou metodou. Práškový grafit (1 g) a dusičnan sodný (0,5 g) byly smíchány se 70 ml koncentrované H2SO4 v ledové lázni. Potom byly postupně přidány 3 g KMnO4 a reakční směs byla míchána po dobu 2 hodin a zředěna deionizovanou vodou. Potom měl být k reakční směsi přidáván 30 % peroxid vodíku, dokud se barva směsi nezmění na jasně žlutou, signalizující plně oxidovaný grafit. Po dvou hodinách reakce obsahovala reakční směs černý grafit a fialový roztok manganistanu, a ani po přidání 100 ml 30 % H2O2 nedošlo k oxidaci grafitu (roztok nezežloutl). Místo toho se manganistan zoxidoval na manganan (fialový roztok se změnil na brčálově zelený). Reakce tudíž neproběhla podle předpisu a touto cestou nemohlo být dosaženo oxidovaného grafitu a dále grafen oxidu, který by mohl být podroben in situ interkalační polymeraci.In a comparative experiment (with Huating Hu, Xianbao Wang, Jingchao Wang, Li Wan, Fangming Liu, Han Zheng, Rong Chen and Chunhui Xu; Chem. Phys. Lett. 484 (2010) 247-253), the method for preparing graphene oxide was repeated. and graphene modified by the Hummers method. Graphite powder (1 g) and sodium nitrate (0.5 g) were mixed with 70 ml of concentrated H 2 SO 4 in an ice bath. Then 3 g of KMnO 4 were added gradually and the reaction mixture was stirred for 2 hours and diluted with deionized water. Then, 30% hydrogen peroxide was to be added to the reaction mixture until the color of the mixture changed to a bright yellow, indicating fully oxidized graphite. After two hours of reaction, the reaction mixture contained black graphite and a purple permanganate solution, and even after the addition of 100 ml of 30% H 2 O 2 , the graphite did not oxidize (the solution did not turn yellow). Instead, the permanganate was oxidized to manganese (the purple solution changed to periwinkle green). Thus, the reaction did not proceed as prescribed and oxidized graphite and graphene oxide could not be obtained in this way, which could be subjected to in situ intercalation polymerization.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Sorpční materiály na bázi grafen oxidu a polystyrenu připravené podle předkládaného vynálezu mohou nalézt uplatnění jako sorbenty radionuklidů z kontaminovaných vod, z odpadních vod jaderných elektráren, případně mohou být použity pro sanační technologie v případě likvidace ekologických zátěží nebo přímo pro likvidace ekologických havárií.The sorption materials based on graphene oxide and polystyrene prepared according to the present invention can find application as sorbents of radionuclides from contaminated waters, from wastewater of nuclear power plants, or they can be used for remediation technologies in liquidation of ecological burdens or directly for liquidation of ecological accidents.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-5A CZ306078B6 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Process for preparing nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material per se and use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-5A CZ306078B6 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Process for preparing nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material per se and use thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20155A3 CZ20155A3 (en) | 2016-07-27 |
| CZ306078B6 true CZ306078B6 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56611761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-5A CZ306078B6 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Process for preparing nanocomposite material based on graphene oxide and polystyrene, nanocomposite material per se and use thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306078B6 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108380180A (en) * | 2018-03-21 | 2018-08-10 | 中国石油大学(华东) | A kind of mineral acid intercalation graphene oxide CO2The preparation method of sorbing material |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973620A (en) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 上海大学 | Method for removing heavy metal ions in water by using graphene oxide sheet |
| WO2012170086A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-12-13 | William Marsh Rice University | Sorption and separation of various materials by graphene oxides |
| CN102827315A (en) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 合肥工业大学 | Graphene oxide/polystyrene nano composite and preparation method thereof |
-
2015
- 2015-01-08 CZ CZ2015-5A patent/CZ306078B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973620A (en) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 上海大学 | Method for removing heavy metal ions in water by using graphene oxide sheet |
| WO2012170086A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-12-13 | William Marsh Rice University | Sorption and separation of various materials by graphene oxides |
| CN102827315A (en) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 合肥工业大学 | Graphene oxide/polystyrene nano composite and preparation method thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108380180A (en) * | 2018-03-21 | 2018-08-10 | 中国石油大学(华东) | A kind of mineral acid intercalation graphene oxide CO2The preparation method of sorbing material |
| CN108380180B (en) * | 2018-03-21 | 2020-08-25 | 中国石油大学(华东) | Mineral acid intercalation graphene oxide CO2Preparation method of adsorbing material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20155A3 (en) | 2016-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hu et al. | Rapid and highly efficient removal of Eu (III) from aqueous solutions using graphene oxide | |
| Baybaş et al. | Polyacrylamide–clinoptilolite/Y-zeolite composites: Characterization and adsorptive features for terbium | |
| Badi et al. | Modification of activated carbon with magnetic Fe3O4 nanoparticle composite for removal of ceftriaxone from aquatic solutions | |
| Vellingiri et al. | Towards high-efficiency sorptive capture of radionuclides in solution and gas | |
| Fang et al. | Removal of cobalt ions from aqueous solution by an amination graphene oxide nanocomposite | |
| Mittelman et al. | Effects of ultraviolet light on silver nanoparticle mobility and dissolution | |
| Wan et al. | Selective capture of thallium (I) ion from aqueous solutions by amorphous hydrous manganese dioxide | |
| Ding et al. | Selective removal of cesium from aqueous solutions with nickel (II) hexacyanoferrate (III) functionalized agricultural residue–walnut shell | |
| Awual et al. | Selective cesium removal from radioactive liquid waste by crown ether immobilized new class conjugate adsorbent | |
| Zhao et al. | Synthesis of amidoxime-functionalized Fe3O4@ SiO2 core–shell magnetic microspheres for highly efficient sorption of U (VI) | |
| Awual et al. | Efficient detection and extraction of cobalt (II) from lithium ion batteries and wastewater by novel composite adsorbent | |
| Ryu et al. | Strontium ion (Sr2+) separation from seawater by hydrothermally structured titanate nanotubes: Removal vs. recovery | |
| Li et al. | Enrich and seal radionuclides in magnetic agarose microspheres | |
| Uogintė et al. | Study of Cu (II), Co (II), Ni (II) and Pb (II) removal from aqueous solutions using magnetic Prussian blue nano-sorbent | |
| Zaghouane-Boudiaf et al. | Kinetic analysis of 2, 4, 5-trichlorophenol adsorption onto acid-activated montmorillonite from aqueous solution | |
| Kim et al. | Highly effective Cs+ removal by turbidity-free potassium copper hexacyanoferrate-immobilized magnetic hydrogels | |
| Vahdat et al. | Synthesis of hydroxyapatite and hydroxyapatite/Fe3O4 nanocomposite for removal of heavy metals | |
| Lee et al. | Equilibrium, kinetic and thermodynamic study of cesium adsorption onto nanocrystalline mordenite from high-salt solution | |
| Guan et al. | Removal of strontium (II) ions by potassium tetratitanate whisker and sodium trititanate whisker from aqueous solution: equilibrium, kinetics and thermodynamics | |
| JP5734807B2 (en) | Method for treating radioactive cesium and radioactive strontium-containing substances | |
| Anirudhan et al. | Removal of 2, 4, 6-trichlorophenol from water and petroleum refinery industry effluents by surfactant-modified bentonite | |
| Basu et al. | Graphene-prussian blue nanocomposite impregnated in alginate for efficient removal of cesium from aquatic environment | |
| CA2828361A1 (en) | Sorption and separation of various materials by graphene oxides | |
| Yu et al. | Interaction mechanism of radionickel on Na-montmorillonite: influences of pH, electrolyte cations, humic acid and temperature | |
| Recillas et al. | Preliminary study of phosphate adsorption onto cerium oxide nanoparticles for use in water purification; nanoparticles synthesis and characterization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230108 |