一种磁性纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁性纳米复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域。所述的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料以含有1～5碳原子的醇为溶剂，将石墨烯/聚苯胺复合材料、FeCl3和醋酸钠溶于所述的溶剂中并超声处理，之后在高压反应釜中进行反应，即可得到磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料。采用本发明专利技术方法制备得到的复合材料克服了石墨烯片层易堆叠及单纯的聚苯胺易团聚的缺点。用该种吸附剂吸附水中酚类雌激素，表现出优于磁性石墨烯材料和磁性聚苯胺材料的吸附性能。经磁性材料和聚苯胺修饰的石墨烯不仅提高了对酚类雌激素的吸附效率，同时也由于该材料本身所具有的磁性，使其分离相当容易。因此，本发明专利技术具有吸附高效、操作简单的优点。

A preparation method of magnetic nanocomposite

The invention discloses a preparation method of magnetic nano composite material, which belongs to the technical field of composite materials. The magnetic graphene polyaniline nanocomposites can be prepared by dissolving the graphene/polyaniline composites, FeCl3 and sodium acetate in the alcohol containing 1-5 carbon atoms in the said solvent and ultrasonic treatment, and then reacting in a high pressure reactor. The composite material prepared by the method overcomes the shortcomings of easy stacking of graphene lamellae and easy agglomeration of simple polyaniline. The adsorption performance of the adsorbent is better than that of magnetic graphene material and magnetic polyaniline material. Magnetic materials and polyaniline modified graphene not only improve the adsorption efficiency of phenolic estrogens, but also because of the magnetic properties of the material itself, so that separation is quite easy. Therefore, the invention has the advantages of high adsorption efficiency and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种磁性纳米复合材料的制备方法本申请是申请日为：2016年01月07日、申请号为：201610010126.6、名称为：一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料及其制备方法的专利技术专利的分案申请。
本专利技术属于复合材料
，涉及一种石墨烯改性复合吸附材料，尤其涉及一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料及其制备方法及该材料在酚类环境雌激素富集中的应用。
技术介绍
壬基酚、辛基酚和双酚A均属于酚类环境雌激素，其对环境和人类健康的潜在风险已引起了广泛关注。壬基酚和辛基酚作为内分泌干扰物质，会在生物体内积累，并通过食物链进入人体，对人体癌细胞生长及生殖能力均会产生严重影响，因而已被欧盟列为优先危害物质。欧盟2003/53/EC指令规定纺织品等商品中壬基酚的含量不得高于0.1％。国际环保纺织协会制订和颁布的“Oeko-TexStandard1000”中明确规定，禁止在纺织品生产过程中使用壬基酚。双酚A也是一种内分泌干扰物，对哺乳动物和水生动物的生殖发育会造成不同程度的影响。2008年10月18日，加拿大卫生部正式宣布双酚A为危害物质，并禁止进口和销售含有双酚A的聚碳酸酯婴儿奶瓶。挪威污染控制署颁布的《关于限制特定有害物质在消费品中的使用》(PoHS指令)也限制双酚A在消费品中的使用。目前用于检测酚类环境雌激素的主要分析检测方法有分光光度法、荧光测定法、气相色谱法、气-质联用法、液相色谱法、液-质联用法等。其中色-质联用技术检测限低、灵敏度高、选择性好，但仪器价格昂贵，检测成本很高。此外，由于环境样品中存在的酚类雌激素含量很低，背景干扰大，即便是价格昂贵的色谱-质谱联用技术对有些样品的检测也无能为力，现有的其他分析方法更满足不了环境中微量酚类雌激素的检测，因此要开发具有高效选择性和富集率的样品预处理方法，其中关键是开发具有高效吸附性能的吸附材料。
技术实现思路
石墨烯当中有富含电子的π-π共轭作用，为有机物的诱导吸附提供了可能。但石墨烯片层结构容易团聚，在实际使用中不能有效体现其高的比表面积优势，且石墨烯表面官能团单一，针对酚类环境雌激素的特性，专利技术人通过付出创造性的劳动选择性的在石墨烯表面修饰上氨基聚合物，以通过材料表面质子化的氨基与酚类环境雌激素中的羟基的氢键及诱导作用力，提高材料对酚类环境雌激素的吸附。因此本专利技术有如下三个专利技术目的：本专利技术的第一个目的是针对上述存在的技术问题提供一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料。本专利技术的另一个目的是针对上述存在的技术问题提供一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料的制备方法。本专利技术还有一个目的是针对上述存在的技术问题提供一种利用磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料对酚类环境雌激素富集的方法本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料，该材料是通过如下方法制备得到：以含有1～5碳原子的醇为溶剂，将质量比依次为1～5：1～10：1～10的石墨烯/聚苯胺复合材料、FeCl3和醋酸钠溶于所述的溶剂中并超声处理，之后在高压反应釜中进行反应，即可得到磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料。一种磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料的制备方法，该方法以含有1～5碳原子的醇为溶剂，将质量比依次为1～5：1～10：1～10的石墨烯/聚苯胺复合材料、FeCl3和醋酸钠溶于所述的溶剂中并超声处理，之后在高压反应釜中进行反应，即可得到磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料。作为优选：磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料及其制备方法中，石墨烯/聚苯胺复合材料：FeCl3：醋酸钠的质量比为1～3：1～5：5～10；超声处理的功率为300～500W，时间为0.5～1.5h；高压反应釜中反应的温度为150～250℃，反应的时间为4～48h，优选高压反应釜中反应的温度为180～200℃，反应的时间为4～10h。所述的含有1～5碳原子的醇选自甲醇、乙醇、乙二醇和二乙二醇中的至少一种，优选含有1～5碳原子的醇为乙二醇和二乙二醇的混合液。本专利技术技术方案所述的石墨烯/聚苯胺复合材料是通过如下方法制备得到：将氧化石墨和溶剂混合后超声处理，得到氧化石墨烯溶液；在所述的氧化石墨烯溶液中加入含苯胺的盐酸溶液并搅拌均匀，得到混合液；将含(NH4)2S2O8的盐酸溶液加入到所述的混合液中进行反应，反应结束后得到石墨烯/聚苯胺复合材料。作为优选：石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法中，所述的溶剂选自水、乙醇、乙二醇和二乙二醇中的至少一种；氧化石墨：苯胺：(NH4)2S2O8的质量比为1～5：1～5：4～10。所述的含苯胺的盐酸溶液中苯胺和盐酸的质量比为1.5～3：1，含(NH4)2S2O8的盐酸溶液中(NH4)2S2O8和盐酸的质量比为15～35：1。超声处理的功率为300～500W，时间为0.5～1.5h。一种利用上述制备得到的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料对酚类环境雌激素富集的方法，该方法以磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料为吸附材料，将吸附材料加入到含有酚类环境雌激素的溶液中并混合均匀，以保证吸附充分；吸附充分后采用磁铁将吸附材料和溶液进行分离；分离后采用洗脱溶剂对吸附了酚类环境雌激素的吸附材料进行洗脱，洗脱结束后收集洗脱后的溶液，即得到富集后的酚类环境雌激素；优选所述的洗脱剂选自甲醇、乙醇和乙酸中的至少一种。本专利技术技术方案所述的GO/PANI为石墨烯聚苯胺复合材料，所述的MGO/PANI为磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料，所述的M/PANI为磁性聚苯胺复合材料，所述的M/GO为磁性石墨烯材料。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料化学性能稳定，比表面积大，吸附性能强。利用苯胺和磁性材料对石墨烯进行修饰，克服了石墨烯片层易堆叠及单纯的聚苯胺易团聚的缺点。用该种吸附剂吸附水中酚类雌激素，表现出优于磁性石墨烯材料和磁性聚苯胺材料的吸附性能。经磁性材料和聚苯胺修饰的石墨烯不仅提高了对酚类雌激素的吸附效率，同时也由于该材料本身所具有的磁性，使其分离相当容易。因此，本专利技术具有吸附高效、操作简单的优点。附图说明图1(a)为实施例1所用氧化石墨烯透射电镜图，图1(b)为实施例1制备得到的石墨烯/聚苯胺复合材料的透射电镜图，图1(c)为实施例1制备得到的MGO/PANI-1材料的透射电镜图。图2为实施例1制备得到的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料在不同pH条件下对几种酚类雌激素的吸附效率曲线。图3为实施例1制备得到的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料磁滞曲线图。图4为实施例1制备得到的磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料磁性分离前后效果对比图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例1称取0.14g的氧化石墨置于装有60mL去离子水的三颈烧瓶中，以超声功率300W超声处理1h得到氧化石墨烯溶液。在该氧化石墨烯溶液中加入0.28g苯胺和0.2mol/L盐酸溶液20mL，电动搅拌30min。之后在冰水浴下滴加进去含有0.68g(NH4)2S2O8的0.05mol/L盐酸溶液20mL，5min内反应溶液出现颜色变化，变为墨绿色。电动搅拌反应6h后停止反应，分别用水和乙醇离心清洗数遍，60℃真空干燥得到墨绿色产物，即为石墨烯/聚苯胺复合材料。以体积比为1:1的乙二醇和二乙二醇的混合液为溶剂，将0.1g石墨烯/聚苯胺复合材料、0.4gFeCl3和0.7g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性纳米复合材料的制备方法，其特征在于：以含有1～5碳原子的醇为溶剂，将质量比依次为1～3：1～5：5～10的石墨烯/聚苯胺复合材料、FeCl3和醋酸钠溶于所述的溶剂中并超声处理，之后在高压反应釜中进行反应，即可得到磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料；超声处理的功率为300～500W，时间为0.5～1.5h；高压反应釜中反应的温度为180～200℃，反应的时间为4～10h；其中：石墨烯/聚苯胺复合材料是通过如下方法制备得到：将氧化石墨和溶剂混合后超声处理，得到氧化石墨烯溶液；在所述的氧化石墨烯溶液中加入含苯胺的盐酸溶液并搅拌均匀，得到混合液；将含(NH4)2S2O8的盐酸溶液加入到所述的混合液中进行反应，反应结束后洗涤、干燥得到石墨烯/聚苯胺复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米复合材料的制备方法，其特征在于：以含有1～5碳原子的醇为溶剂，将质量比依次为1～3：1～5：5～10的石墨烯/聚苯胺复合材料、FeCl3和醋酸钠溶于所述的溶剂中并超声处理，之后在高压反应釜中进行反应，即可得到磁性石墨烯聚苯胺纳米复合材料；超声处理的功率为300～500W，时间为0.5～1.5h；高压反应釜中反应的温度为180～200℃，反应的时间为4～10h；其中：石墨烯/聚苯胺复合材料是通过如下方法制备得...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鸿雁，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32