一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料制造技术

本发明专利技术公开了一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，包括：掺杂有1‑10wt％氨基化氧化石墨烯的活性炭。本发明专利技术所述方法制备得到的氨基化氧化石墨烯增强活性炭材料对重金属离子的吸附能力，远远超过活性炭，实现了对活性炭吸附重金属离子的增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保
，尤其涉及一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料。
技术介绍
重金属一般是指密度在4以上的60余种元素或密度在5以上的45种元素，但是由于不同重金属在水和土壤中的毒性相差甚远，所以在环境科学领域人们通常关注钒、铬、钴、银、铜、锌、镉、锡、汞、铅等金属离子。重金属大多以单质或化合物形式普遍存在于自然界中，不会对生态和人类构成太大威胁。但是近些年来，由于人类对金属矿物的过度开采和冶炼，化工、电子、仪表、机械制造等工业生产过程中又产生大量含重金属离子(镉、铬、铜、汞、镍等)的废水，这些都是水和土壤环境污染的主要污染源。重金属离子会在人体内聚集从而导致中毒、癌症和神经系统的损坏。重金属既可以直接进入水体、土壤和大气，造成环境污染，也可以在水体、土壤和大气之间转移，造成各类环境要素的间接污染。由于重金属不会自然或生物降解，因此重金属污染的去处更加困难。目前，常见的重金属离子的去除方法主要有：絮凝法、沉淀法、膜分离法、生物处理法、离子交换法和吸附法等。吸附法在治理废水中重金属离子方面不会产生二次污染，反应效率高，效果显著且设备简单，因此其应用最为广泛。吸附法的核心是吸附剂的选择，如何提高吸附剂的吸附效果，是本领域技术人员面临的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，能够使得吸附剂的吸附能力得到提高。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，包括：掺杂有1-10wt％氨基化氧化石墨烯的活性炭。优选的，所述氨基化氧化石墨烯的掺杂量为2-6wt％。例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10。所述氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料的制备方法如下：(1)将2-5重量份的鳞片石墨，300-500重量份的浓硫酸和30-60重量份的磷酸混合均匀，缓慢加入15-20重量份的高锰酸钾，于45-55℃下搅拌9-18小时；(2)在0-5℃下，向混合物中加入300-500重量份的去离子水，和20-50重量份的10-30wt％浓度的双氧水，并搅拌5-10分钟；(3)分离并先后用去离子水、10-30wt％浓度的盐酸和无水乙醇洗涤产物，真空干燥得到氧化石墨烯；(4)将所述氧化石墨烯分散于15-20重量份的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在0-5℃下加入40-60重量份的SOCl2，混合均匀后升温至65-80℃，继续搅拌30-40小时；(5)将1,6己二胺滴加到上述混合液中，在0-5℃下搅拌2-6小时；(6)加入活性炭，搅拌30-180min，过滤，得到固体颗粒；(7)将所述固体颗粒在惰性气体或氮气保护下，加热到450-600℃，保温40-120min，得到氨基化氧化石墨烯增强的活性炭材料。本专利技术得到的吸附材料大大提高了活性炭的吸附容量，使得所述吸附材料的吸附容量超过149.8mg/g，远远高于活性炭的114mg/g。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1按照本专利技术的所述方法制备氨基化氧化石墨烯增强的活性炭吸附材料，具体步骤为：(1)将2重量份的鳞片石墨，300重量份的浓硫酸和30重量份的磷酸混合均匀，缓慢加入15重量份的高锰酸钾，于45℃下搅拌9小时；(2)在0℃下，向混合物中加入300重量份的去离子水，和20重量份的10wt％浓度的双氧水，并搅拌5分钟；(3)分离并先后用去离子水、10wt％浓度的盐酸和无水乙醇洗涤产物，真空干燥得到氧化石墨烯；(4)将所述氧化石墨烯分散于15重量份的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在0℃下加入40重量份的SOCl2，混合均匀后升温至65℃，继续搅拌30小时；(5)将1,6己二胺滴加到上述混合液中，在0℃下搅拌2小时；(6)加入活性炭，搅拌30min，过滤，得到固体颗粒；(7)将所述固体颗粒在惰性气体或氮气保护下，加热到450℃，保温40min，得到氨基化氧化石墨烯增强的活性炭材料。所述活性炭材料中，氨基化氧化石墨烯的含量为6％。用铬离子进行吸附测试，实施例1制备得到的吸附材料，其吸附容量超过149.8mg/g。对比例1将实施例1中的氨基化氧化石墨烯替换为氧化石墨烯，其余成分保持不变，其吸附能力为96mg/g。对比例2将实施例1中的氨基化氧化石墨烯替换为石墨烯，其余成分保持不变，其吸附能力为74mg/g。对比例3将实施例1中的氨基化氧化石墨烯替换为碳纳米管，其余成分保持不变，其吸附能力为92mg/g；对比例4全部采用活性炭，其吸附能力为114mg/g。由实施例1及对比例1-4可知，本专利技术所述方法制备得到的氨基化氧化石墨烯增强活性炭材料对重金属离子的吸附能力，远远超过活性炭，实现了对活性炭吸附重金属离子的增强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，包括：掺杂有1‑10wt％氨基化氧化石墨烯的活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，包括：掺杂有1-10wt％氨基化氧化石墨烯的活性炭。2.如权利要求1所述的氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料，其特征在于，所述氨基化氧化石墨烯的掺杂量为2-6wt％。3.如权利要求1或2所述的氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将2-5重量份的鳞片石墨，300-500重量份的浓硫酸和30-60重量份的磷酸混合均匀，缓慢加入15-20重量份的高锰酸钾，于45-55℃下搅拌9-18小时；(2)在0-5℃下，向混合物中加入300-500重量份的去离子水，和20-50重量份的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：过冬，
申请(专利权)人：过冬，
类型：发明
国别省市：江苏;32