一种氨基化氧化石墨烯改性的硅藻土吸附材料制造技术

本发明专利技术公开了一种氨基化氧化石墨烯改性的硅藻土吸附材料，包括：掺杂有1‑10wt％氨基化氧化石墨烯的硅藻土。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硅藻土材料对重金属离子的吸附能力，远远超过硅藻土，实现了对硅藻土吸附重金属离子的增强以及强度的提高。

【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硅藻土吸附材料。
技术介绍
随着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，对水和土壤造成极大的污染。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。重金属不会自然或生物降解，因此重金属污染的处理更加困难。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。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨。硅藻土的密度1.9-2.3g/cm3，堆密度0.34-0.65g/cm3，比表面积40-65m/g，因此其性能满足污水处理材料的要求，同时其价格低廉，适宜用于国内日益严重的污水中重金属离子的吸附。但由于硅藻土结构松散，因此其在使用过程中，容易破碎，导致微孔结构破坏，其吸附能力下降，因此其使用范围受到严重影响。
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硅藻土吸附材料，能够使得硅藻土吸附剂的吸附能力得到提高，同时其结构大大增强。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硅藻土吸附材料，包括：掺杂有1-10wt％氨基化氧化石墨烯的硅藻土。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硅藻土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)将所述混合液喷洒到硅藻土表面，随后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硅藻土材料。本专利技术得到的吸附材料大大提高了硅藻土的强度，使得改性后其强度相较于自然硅藻土提高至少28％。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硅藻土吸附材料，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)将所述混合液喷洒到硅藻土表面，随后在惰性气体或氮气保护下，加热到500℃，保温40-120min，得到氨基化氧化石墨烯增强的硅藻土材料。所述硅藻土材料中，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，其吸附容量超过硅藻土12％，强度超过硅藻土32％。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，其吸附容量超过硅藻土4％，强度与硅藻土基本接近。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，其吸附容量低于硅藻土3％，强度超过硅藻土6％。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，其吸附容量超过硅藻土3％，强度与硅藻土相当％；由实施例1及对比例1-3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硅藻土材料对重金属离子的吸附能力，远远超过硅藻土，实现了对硅藻土吸附重金属离子的增强以及强度的提高。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硅藻土吸附材料，包括：掺杂有1‑10wt％氨基化氧化石墨烯的硅藻土。

【技术特征摘要】
1.一种氨基化氧化石墨烯改性的硅藻土吸附材料，包括：掺杂有1-10wt％氨基化氧化石墨烯的硅藻土。2.如权利要求1所述的氨基化氧化石墨烯改性的硅藻土吸附材料，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硅藻土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-...

【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