一種用于吸附染料的磁性氧化石墨烯吸附劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備吸附染料的磁性氧化石墨烯的方法，首先將石墨粉氧化成氧化石墨，然后超聲剝離成氧化石墨烯。在燒杯中加入1?10g二價鐵鹽，1?10g三價鐵鹽，0.1?5g氧化石墨烯，100?500ml蒸餾水，在超聲裝置中超聲1?5小時，然后加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH為8?12，超聲1?5h。最后將所得產(chǎn)品所用離心分離的方法洗滌至中性，在40?100℃條件下的真空干燥箱中烘干，即可制得磁性氧化石墨烯復(fù)合材料。采用該材料作為吸附劑可實現(xiàn)在外在磁場的作用下，吸附劑與吸附質(zhì)的快速分離，在去除廢水中染料等有機物方面效果良好。
【專利說明】
一種用于吸附染料的磁性氧化石墨烯吸附劑的制備方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑的制備方法，涉及磁性材料和環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來染料被廣泛應(yīng)用在紡織、造紙、塑料等行業(yè)。染料隨工業(yè)廢水排出能夠滲入地表水和地下水，對水體造成污染，嚴(yán)重威脅人類的飲水安全，并對人類和其他生物的健康留下隱患。目前常用生物降解法，光催化，臭氧氧化，電芬頓法，吸附法，離子交換法，膜過濾法等。吸附法由于具有成本較低，去除效率高以及操作過程簡單等優(yōu)點，因此受到科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。而吸附法的關(guān)鍵是制備環(huán)保、經(jīng)濟、高效的吸附劑。
[0003]氧化石墨烯含有大量親水性的含氧官能團(如羥基、羰基、羧基、環(huán)氧基團等)，這些含氧官能團的存在對氧化石墨烯的溶解性起到提高作用，同時提供了豐富的吸附位點，有利于吸附多種重金屬離子和有機染料。
[0004]磁性石墨烯材料能夠很好的克服氧化石墨烯不易從溶液分離的缺點，同時保留了氧化石墨稀尚吸附能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于制備具有高吸附能力，利于分離回收的吸附劑。
[0006]本發(fā)明的目的之二是制備能高效吸附染料的吸附劑。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案
[0008]—種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑，通過如下步驟制備而成:
[0009]首先將石墨粉氧化成氧化石墨，然后超聲剝離成氧化石墨烯。在燒杯中加入1-1Og二價鐵鹽，1-1Og三價鐵鹽，0.1-5g氧化石墨烯，100-500ml蒸餾水，在超聲裝置中超聲1-5小時，然后加入NH3.H2O調(diào)節(jié)pH為8-12，超聲I_5h。最后將所得產(chǎn)品所用離心分離的方法洗滌至中性，在40-100 0C條件下的真空干燥箱中烘干，即可制得磁性氧化石墨烯復(fù)合材料。
[0010]本發(fā)明的有益效果
[0011]本發(fā)明是一種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑，采用超聲法，制備方法簡單，易于操作。
[0012]進一步，本發(fā)明是一種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑，可在外在磁場作用下，實現(xiàn)吸附劑與溶液的迅速分離，便于回收。
[0013]進一步，本發(fā)明是一種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑，該吸附劑有較高的吸附容量，可高效去除廢水中的染料。
【附圖說明】
[0014]附圖1為磁性氧化石墨烯的紅外圖
[0015]附圖2磁性氧化石墨烯的磁滯回線
【具體實施方式】
[0016]下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0017]實施例1
[0018]將石墨粉氧化成氧化石墨，然后超聲剝離成氧化石墨烯。在燒杯中加入1-1Og二價鐵鹽，1-1Og三價鐵鹽，0.1-5g氧化石墨烯，100-500ml蒸餾水，在超聲裝置中超聲1-5小時，然后加入NH3.H2O調(diào)節(jié)pH為8-12，超聲l-5h。最后將所得產(chǎn)品所用離心分離的方法洗滌至中性，在40-100 0C條件下的真空干燥箱中烘干，即可制得磁性氧化石墨烯復(fù)合材料。
[0019]應(yīng)用實施例1
[0020]配制濃度為40mg/L的甲基橙溶液25ml，加入實施例1中制備的磁性氧化石墨烯8mg，在298K，120rpm條件下恒溫振蕩一定時間后，用磁鐵將磁性氧化石墨烯從溶液中分離進行殘余染料吸光度測試。
[0021]實驗結(jié)果表明，該組實驗在24小時左右達到吸附平衡，吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)吸附模型。
[0022]應(yīng)用實例2
[0023]依次配制不同pH，濃度為20mg/L的甲基橙溶液，加入實施例1中制備的磁性氧化石墨烯10mg，在298K，120rpm的搖床里振蕩24小時后，用磁鐵將磁性氧化石墨烯從溶液中分離進行殘余染料吸光度測試。
[0024]實驗結(jié)果表明，在pH為3左右時，溶液中甲基橙的去除率最高達到100%。
[0025]應(yīng)用實例3
[0026]將pH為3左右，在不同溫度下，不同濃度的甲基橙溶液中加入磁性氧化石墨烯，吸附24小時后，測其吸光度。
[0027]實驗結(jié)果表明，磁性氧化石墨烯吸附甲基橙的最大吸附容量達到139.7mg/g，而活性炭對甲基橙的最大吸附容量為108.46mg/g，吸附容量增加了 31mg/g左右，還克服了吸附劑不易從溶液中分離的缺點。
[0028]綜上所述，本發(fā)明充分結(jié)合了氧化石墨烯與磁性氧化鐵的優(yōu)異特性，經(jīng)實驗測試，制備的吸附染料的磁性氧化石墨烯復(fù)合材料可有效去除溶液中的甲基橙，并且在外在磁場作用下，可實現(xiàn)吸附質(zhì)與吸附劑的快速分離，為去除廢水中的染料提供了可行方法。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于吸附廢水中染料的磁性氧化石墨烯吸附劑，其特征包括如下步驟: 將石墨粉氧化成氧化石墨，然后超聲剝離成氧化石墨烯。在燒杯中加入1-1Og 二價鐵鹽，1-1Og三價鐵鹽，0.l-5g氧化石墨稀，100-500ml蒸饋水，在超聲裝置中超聲l-5h，然后加入NH3.H2O調(diào)節(jié)pH為8-12，超聲l-5h。最后將所得產(chǎn)品所用離心分離的方法洗滌至中性，在40-100 0C條件下的真空干燥箱中烘干，即可制得磁性氧化石墨烯復(fù)合材料。2.如權(quán)利要求1中所述的磁性氧化石墨烯制備的方法，其特征在于利用超聲波將介質(zhì)混合均勻，對團聚能起到剪切作用，提高反應(yīng)速度。3.如權(quán)利要求1中所述的磁性氧化石墨烯制備的方法，其特征在于按比例加入二價鐵鹽和三價鐵鹽。4.如權(quán)利要求1中所述的磁性氧化石墨烯制備的方法，所得到的是一種能吸附染料的磁性氧化石墨烯吸附劑。
【文檔編號】C02F1/28GK106000313SQ201610546419
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】劉澤玲, 王韜, 趙歡萍, 王慧
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)