本发明专利技术具体采用酰胺化和重氮化制备出一种新型还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物，并把其直接应用于废水中重金属的去除和资源化利用。步骤如下：采用酸胺缩合法合成胸腺嘧啶苯胺复合物；采用Hummers方法合成氧化石墨；将上述得到的氧化石墨超声分散得到还原氧化石墨烯，最后加入催化剂、胸腺嘧啶苯胺复合物，高温合成还原氧化石墨-胸腺嘧啶复合物；本发明专利技术的优点是：该法合成的还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物具有制备简单，重复性好，吸附量大和选择性高的特点，非常适合于实际废水中金属离子的去除和资源化利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法，本专利技术还涉及一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的用途。
技术介绍
重金属具有毒性大、生物富集性强、不可自然降解及来源复杂等特点, 对生态环境造成了严重的危害，其中以汞污染带来的危害最为严重。有害物质可通过动物的呼吸道、消化道及皮肤三个途径进人机体，发生急性或慢性中毒,危害家畜、水生动物以及野生动物资源等。汞污染主要来源于氯碱行业、塑料行业、电子工业、混汞炼金和雷汞生产等排放的废水。目前，水体中汞污染治理方法包括化学沉淀法、物理吸附法、膜分离法、离子交换法等。但是无论采用何种方法都不能使重金属分解破坏, 因此含重金属离子废水的治理只能是转移重金属离子存在的位置或改变其物理化学状态；此外，在环境样品中，目标重金属污染物的浓度较低，又有大量杂质和干扰物存在；并且这些方法特异性低，对特定金属离子不能很好的回收与利用；因此如何经济快速有效地去除废水中的汞并且将汞回收利用资源化已成为当务之急。石墨烯，一种新型二维碳材料，美国哥伦比亚大学开展的研究发现石墨烯具有优异的力学性能，每100 nm距离上承受的最大压力可达2.9 N。它的杨氏模量(1100 GPa)和断裂强度(125 GPa)也可与碳纳米管相媲美，是迄今为止发现的最牢固的材料。因为石墨烯具有诸多的优异物理和电学性能，并且氧化石墨原料易得，成本低廉，比表面积大且表面官能团丰富，经过改性可对石墨烯进行表面改性，使其带有不同的官能团，提高其在溶剂中的分散性及与聚合物的复合性。石墨烯越来越多地被用于金属离子的分离、富集、回收方面。例如，有研究者以在1273 K温度下用HCl和H2F2活化石墨烯，得到的Cπ-电子石墨烯片层为吸附剂，并成功应用于水中的铅离子吸附，通过铅离子吸附找到最大化的面积石墨烯层。还有研究以六氟磷酸钾为电解质，在15 V的静息电位下，采用电解方法得到功能化的石墨烯（GNSPF6），并很好的应用于Pb(II)和Cd(II)离子的去除。但是到目前为止还没有人以还原氧化石墨烯为载体结合胸腺嘧啶去除水体中的汞(Ⅱ)离子。由于Hg2+能介导胸腺嘧啶(T)配对, 通过胸腺嘧啶与对汞离子的特异性结合能力，形成稳定的T-Hg2+-T特异性结构，该特殊的配位化学是通过Hg2+特异性的与T上的第三个N发生质子取代形成的，而且这种伪沃特森-克里克（Watson-Crick）结构稳定性绝不亚于标准的沃特森-克里克（Watson-Crick）碱基配对，对Hg2+还能高选择性识别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法，具有制备简单，吸附特异性强，后处理简单，产率高等优点；本专利技术的目的还在于提供一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的用途，它用于处理各种废水中的重金属离子及回收利用贵重金属离子。本专利技术是这样来实现的。一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法，其特征是方法步骤如下：1）将胸腺嘧啶-1-乙酸溶解在有机溶剂中，然后加入碱，使溶液处于碱性环境下，0~30 ℃将酰合成的催化剂加入，活化，再将对苯二胺加入，并剧烈搅拌，反应结束后浓缩过滤并真空干燥；其中活化时间为0.5~2小时，搅拌时间为12~72 h；2）以石墨粉为原料，采用Hummers方法合成氧化石墨；其中天然石墨粉 ：KMnO4 ：的质量比为1: 1-3，天然石墨粉：浓H2SO4质量体积比为1 g : 30-60 ml；3）将上述得到的氧化石墨超声分散在水中，加入重氮化催化剂，再加入1）中合成的胸腺嘧啶的苯胺复合物，合成氧化石墨-胸腺嘧啶复合物；其中氧化石墨 ：胸腺嘧啶的苯胺复合物的质量摩尔比为100 mg : 5 mmol - 20 mmol。所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMA）中的一种。所述碱为氢氧化钠、三乙胺或N,N-二异丙基乙胺中的一种。步骤1）中所述催化剂为苯并三唑基-N,N,N',N'四甲基脲四氟硼酸（TBTU）、O-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二（二甲胺基）碳鎓六氟磷酸盐（HATU）、苯并三氮唑-1-基氧-三（四氢吡咯基）鏻鎓六氟磷酸盐 （PyBOP）等鎓盐类的缩合剂中的一种。步骤3）中所述重氮化催化剂分别为亚硝酸钠或亚硝酸异戊酸。一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的用途，把上述方法所得还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物应用于含金属离子的废水中，处理废水时间为10 ~ 60 min。所述还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的化学式为：本专利技术的技术效果：本专利技术所述制备方法操作简单，吸附容量大，适用性广。所得还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物是一种新型复合物，其比表面积较大，所以对金属离子的吸附量比较大；它对离子具有很好的选择性，特异性强，当其应用于复杂样品前处理时，可以很好的清除基体干扰；它适用于处理各种废水中的重金属离子及其贵重金属离子的回收利用，还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物对金属离子的饱和吸附量大于80 mg/g。附图说明图1、还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的合成原理图。图2、还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物对金属离子的静态吸附曲线。具体实施方式本专利技术使用的试剂和材料胸腺嘧啶-1-乙酸，N,N-二异丙基乙胺（DIEA），对苯二胺，天然石墨粉，KMnO4，浓H2SO4，亚硝酸异戊酸酯， N,N-二甲基甲酰胺（DMF），二甲基亚砜（DMSO），N,N-二甲基乙酰胺（DMA），苯并三唑基-N,N,N',N'四甲基脲四氟硼酸（TBTU），O-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二（二甲胺基）碳鎓六氟磷酸盐（HATU），苯并三氮唑-1-基氧-三（四氢吡咯基）鏻鎓六氟磷酸盐（PyBOP），氯化汞，硝酸铅，硝酸铜。 本专利技术的还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法的反应原理如图1所示。称一定质量的氧化石墨-胸腺嘧啶复合物投入到含有以上重金属离子的废水中，得到对金属离子的静态吸附曲线如图2所示，下面结合图1、图2和优选实施例详细阐明本专利技术。实施例 11 胸腺嘧啶苯胺复合物的合成胸腺嘧啶-1-乙酸（30 mmol）溶解在150 ml的DMF中，N,N-二异丙基乙胺（DIEA，30 mmol）加入后，0 ℃下再将苯并三唑基-N,N,N',N'四甲基脲四氟硼酸（TBTU，30 mmol）加入后活化半个小时，再将对苯二胺（60 mmol），并剧烈搅拌，室温搅拌24 h后，大部分的溶剂蒸发后，浓缩的溶液中加入大量的水，使得胸腺嘧啶的苯胺复合物沉淀，过滤并真空干燥；2 氧化石墨的合成以石墨粉为原料，采用Hummers方法合成氧化石墨（GO），合成步骤如下：(1) 将2 g天然石墨粉和46 ml浓H2SO4加入到200 ml干燥的烧杯中，放置于冰浴中并磁力搅拌30 min。将6 g KMnO4分批次缓慢加入，反应溶液温度控制在10 ℃以下，防止反应激烈而发生爆破；(2) 待KMnO4加完后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种还原氧化石墨烯?胸腺嘧啶复合物的制备方法，其特征是方法步骤如下：1）将胸腺嘧啶?1?乙酸溶解在有机溶剂中，然后加入碱，使溶液处于碱性环境下，0~30?℃将酰合成的催化剂加入，活化，再将对苯二胺加入，并剧烈搅拌，反应结束后浓缩过滤并真空干燥；其中活化时间为0.5~2小时，搅拌时间为12~72?h；2）以石墨粉为原料，采用Hummers方法合成氧化石墨；其中天然石墨粉?：KMnO4?：的质量比为1:?1?3，天然石墨粉：浓H2SO4质量体积比为1?g?:?30?60?ml；3）将上述得到的氧化石墨超声分散在水中，加入重氮化催化剂，再加入1）中合成的胸腺嘧啶的苯胺复合物，合成氧化石墨?胸腺嘧啶复合物；其中氧化石墨?：胸腺嘧啶的苯胺复合物的质量摩尔比为100?mg?:?5?mmol???20?mmol。
【技术特征摘要】
1.一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法，其特征是方法步骤如下：
1）将胸腺嘧啶-1-乙酸溶解在有机溶剂中，然后加入碱，使溶液处于碱性环境下，0~30 ℃将酰合成的催化剂加入，活化，再将对苯二胺加入，并剧烈搅拌，反应结束后浓缩过滤并真空干燥；其中活化时间为0.5~2小时，搅拌时间为12~72 h；
2）以石墨粉为原料，采用Hummers方法合成氧化石墨；其中天然石墨粉 ：KMnO4 ：的质量比为1: 1-3，天然石墨粉：浓H2SO4质量体积比为1 g : 30-60 ml；
3）将上述得到的氧化石墨超声分散在水中，加入重氮化催化剂，再加入1）中合成的胸腺嘧啶的苯胺复合物，合成氧化石墨-胸腺嘧啶复合物；其中氧化石墨 ：胸腺嘧啶的苯胺复合物的质量摩尔比为100 mg : 5 mmol - 20 mmol。
2.根据权利要求1所述的一种还原氧化石墨烯-胸腺嘧啶复合物的制备方法，其特征是所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMA）中...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭彪，邓芳，刘玲玲，罗胜联，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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