【技术实现步骤摘要】
一种高吸附性能石墨烯磁性气凝胶的制备方法
本专利技术属于非金属复合材料领域,也属于化学、化工、农业、环境工程领域,涉及一种高吸附性能石墨烯磁性气凝胶的制备方法。
技术介绍
随着工业化进程的深入以及经济的快速发展,使得人们的生活水平得到了很大的提升,但是,由此带来污染物(如持久性有机污染物、重金属、染料和农药等)不可避免地对我们生活的环境造成了很大的影响,因此,如何对这些污染物进行有效的治理,成为了亟待解决的关键问题。三维泡沫材料,如海绵、泡沫炭和气凝胶等,由于其超轻、大比表面积和优异的机械强度等特点,在隔热、隔音、储能、传感器、催化、吸附和环境等领域具有重要的研究与应用价值,而由溶胶-凝胶工艺制备的气凝胶,由于其独特的化学和物理性质,因此在材料科学领域成为了研究的重点领域之一。与其他无机(如氧化硅,氧化铝,氧化钛等)和有机相气凝胶(碳,纤维素,聚酰亚胺等)相比,石墨烯基气凝胶具有轻质、吸附能力强、导电性好等特点,因此,受到了各国研究者的广泛关注。但是,由于低的机械强度、弱的柔韧性和低的选择吸附性,使其在吸附领域中的应用受到了很大的限制。磁性气凝胶作为一种由磁性材料和气凝胶基体相结合的功能化材料,由于其良好的磁功能性,因此,自发现以来,在催化、吸附和分离等领域具有重要的作用。对于石墨烯磁性气凝胶的制备,一般选择铁酸类磁性纳米颗粒(γ-Fe2O3、铁酸锰、铁酸锌和Fe3O4等)为磁性材料,然后通过化学接枝或物理分散的方式负载在气凝胶基体上,形成具有特殊功能化的石墨烯磁性气凝胶。目前,制备石墨烯磁性 ...
【技术保护点】
1.一种高吸附性能石墨烯磁性气凝胶的制备方法,其特征在于步骤如下:/n步骤1、石墨预氧化:分别取石墨粉、浓硝酸、浓硫酸和高锰酸钾,以质量比0.5~2︰0.5~2︰0.2~1.5︰0.2~1.5的比例加入反应容器中,搅拌混合得到黑褐色粘稠液体;对粘稠液进行水洗至PH=6.8~7.2并干燥,然后将干燥后的物质放入温度为800~1000℃的坩埚内,盖上坩埚盖,待坩埚冷却到室温时得到膨胀石墨;然后取膨胀石墨、过硫酸钾和五氧化二磷,以质量比为1~5︰1~4︰1~4的比例在80℃的浓硫酸中保温搅拌1~8h,随后对溶液进行水洗使PH为6.8~7.2,水洗之后的产物干燥后得到预氧化石墨;/n步骤2、氧化石墨烯的制备和纯化:将预氧化石墨和硝酸钠以质量比为0.1~1:0.1~1的比例与浓硫酸充分混合,然后在0-8℃条件下保温搅拌10~60min;待混合均匀后,加入与预氧化石墨烯质量比为1~6:0.1~1的高锰酸钾反应20~100min,随后升温到30~60℃继续反应10~100min,加入50~150mL去离子水;之后继续升温到80~100℃,保温搅拌10~40min,待反应溶液冷却到室温时,加入150~ ...
【技术特征摘要】
1.一种高吸附性能石墨烯磁性气凝胶的制备方法,其特征在于步骤如下:
步骤1、石墨预氧化:分别取石墨粉、浓硝酸、浓硫酸和高锰酸钾,以质量比0.5~2︰0.5~2︰0.2~1.5︰0.2~1.5的比例加入反应容器中,搅拌混合得到黑褐色粘稠液体;对粘稠液进行水洗至PH=6.8~7.2并干燥,然后将干燥后的物质放入温度为800~1000℃的坩埚内,盖上坩埚盖,待坩埚冷却到室温时得到膨胀石墨;然后取膨胀石墨、过硫酸钾和五氧化二磷,以质量比为1~5︰1~4︰1~4的比例在80℃的浓硫酸中保温搅拌1~8h,随后对溶液进行水洗使PH为6.8~7.2,水洗之后的产物干燥后得到预氧化石墨;
步骤2、氧化石墨烯的制备和纯化:将预氧化石墨和硝酸钠以质量比为0.1~1:0.1~1的比例与浓硫酸充分混合,然后在0-8℃条件下保温搅拌10~60min;待混合均匀后,加入与预氧化石墨烯质量比为1~6:0.1~1的高锰酸钾反应20~100min,随后升温到30~60℃继续反应10~100min,加入50~150mL去离子水;之后继续升温到80~100℃,保温搅拌10~40min,待反应溶液冷却到室温时,加入150~300mL去离子水和1~10ml30%过氧化氢溶液,得到金黄色的氧化石墨烯溶液;将得到的氧化石墨烯溶液进行过滤,用去离子水和5%~10%盐酸洗涤2~7次;最后,将洗涤后的产物在1000~3000rpm的条件下,离心2~7次,然后进行透析纯化处理3~7天,得到所需的氧化石墨烯溶液;
步骤3、制备Fe3O4磁性纳米球:取六水合氯化铁、聚乙烯吡咯烷酮和无水乙酸钠,以质量比为1~5︰1~3︰2~4的比例在装有乙二醇的反应容器中进行混合搅拌30~90min;随后将混合溶液放置于不锈钢水热反应釜中,在170...
【专利技术属性】
技术研发人员:党阿磊,王羽佳,李铁虎,赵廷凯,李昊,艾艳玲,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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