一种GOC/PEI复合吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种GOC/PEI复合吸附剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：制备羧基化氧化石墨烯；将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸进行偶联，获得偶联反应生成物；将所述羧基化氧化石墨烯与所述偶联反应生成物进行交联，获得所述GOC/PEI复合吸附剂。本发明专利技术通过对羧基化氧化石墨烯进行改性，制备得到一种对多种重金属离子和染料分子皆具有高吸附容量的复合吸附剂，其能够用于处理水中的重金属离子及染料分子，且在处理过程中，该复合吸附剂可循环利用率较高，具有较好的工程应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种GOC/PEI复合吸附剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料
，特别涉及一种GOC/PEI复合吸附剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现有的水处理方法主要有，在各种水处理技术中，固体吸附剂吸附技术由于简单易操作和低成本等优点而广泛被人们所接受。一般来说，固体吸附剂的吸附性能决定因素主要是表面化学结构和比表面积等物理性质的影响。
[0003]石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。而石墨烯基材料的丰富含氧官能团和高比表面积使其在固体吸附剂中存在巨大开发潜能。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种GOC/PEI复合吸附剂及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一方面，提供一种GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：制备羧基化氧化石墨烯；将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸进行偶联，获得偶联反应生成物；将所述羧基化氧化石墨烯与所述偶联反应生成物进行交联，获得所述GOC/PEI复合吸附剂。
[0007]作为优选，制备所述羧基化氧化石墨烯时，包括以下步骤：制备氧化石墨烯分散液；向所述氧化石墨烯分散液中加入氯乙酸和NaOH，室温条件下进行搅拌反应；反应结束后进行洗涤、冷冻干燥、研磨成粉末，得到所述羧基化氧化石墨烯。
[0008]作为优选，制备所述偶联反应生成物时，包括以下步骤：根据配比，将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸溶于纯水之中，调节pH至酸性；在搅拌条件下加入偶联剂，反应12h，获得所述偶联反应生成物。
[0009]作为优选，所述配比为1
‑
3:3
‑
1。
[0010]作为优选，调节pH时，将pH调至5.5。
[0011]作为优选，所述偶联剂为碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的混合物。
[0012]作为优选，制备所述GOC/PEI复合吸附剂时，包括以下步骤：制备羧基化氧化石墨烯溶液；向所述羧基化氧化石墨烯溶液中加入碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，搅拌2h后，滴加所述偶联反应生成物，进行交联反应；反应结束后进行洗涤、冷冻干燥、研磨成粉末，得到所述GOC/PEI复合吸附剂。
[0013]作为优选，进行交联反应时，在室温条件下搅拌反应12h。
[0014]另一方面，还提供一种GOC/PEI复合吸附剂，采用上述任意一项所述的GOC/PEI复合吸附剂的制备方法制备而成。
[0015]另一方面，还提供一种上述GOC/PEI复合吸附剂在水处理中的应用。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术通过在羧基化氧化石墨烯上接枝聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸，构建得到一个多重网络结构的GOC/PEI复合吸附剂；该复合吸附剂对重金属离子和染料分子具有良好的吸附性能，能够用于处理水中的重金属离子及染料分子，且在处理过程中，该复合吸附剂可循环利用率较高，具有较好的工程应用前景。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术GOC/PEI复合吸附剂的制备方法的流程示意图；
[0020]图2为实施例3的GOC/PEI复合吸附剂的扫描电子显微镜扫描结果示意图；
[0021]图3为实施例3的GOC/PEI复合吸附剂的傅里叶红外光谱表征结果示意图；
[0022]图4为实施例3的GOC/PEI复合吸附剂的重金属及染料吸附结果示意图；
[0023]图5为实施例3的GOC/PEI复合吸附剂的重金属及染料吸附循环利用结果示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。本专利技术公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0025]一方面，如图1所示，本专利技术提供一种GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：制备羧基化氧化石墨烯；将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸进行偶联，获得偶联反应生成物；将所述羧基化氧化石墨烯与所述偶联反应生成物进行交联，获得所述GOC/PEI复合吸附剂。
[0026]在一个具体的实施例中，采用以下步骤制备所述羧基化氧化石墨烯：制备氧化石墨烯分散液；向所述氧化石墨烯分散液中加入氯乙酸和NaOH，室温条件下进行搅拌反应；反应结束后进行洗涤、冷冻干燥、研磨成粉末，得到所述羧基化氧化石墨烯。
[0027]在一个具体的实施例中，采用以下步骤制备所述偶联反应生成物：根据配比，将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸溶于纯水之中，调节pH至酸性；在搅拌条件下加入偶联剂，反应12h，获得所述偶联反应生成物。
[0028]可选地，所述配比为1
‑
3:3
‑
1；调节pH时，将pH调至5.5；所述偶联剂为碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的混合物。
[0029]需要说明的是，在本实施例中，采用碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的混合物作为偶联剂主要是利用碳二亚胺盐酸盐的高活性酰化性能和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的羧基活化性能，促进二乙基三胺五乙酸的
‑
COOH与聚乙烯亚胺的
‑
NH2结合形成酰胺键
‑
CO
‑
NH
‑
。除了本实施例的偶联剂外，也可采用现有技术中能够实现该功能的其他偶联剂。
[0030]在一个具体的实施例中，采用以下步骤制备所述GOC/PEI复合吸附剂：制备羧基化氧化石墨烯溶液；向所述羧基化氧化石墨烯溶液中加入碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，搅拌2h后，滴加所述偶联反应生成物，进行交联反应；反应结束后进行洗涤、冷冻干燥、研磨成粉末，得到所述GOC/PEI复合吸附剂。
[0031]可选地，进行交联反应时，在室温条件下搅拌反应12h。
[0032]另一方面，本专利技术还提供一种GOC/PEI复合吸附剂，采用上述任意一项所述的GOC/PEI复合吸附剂的制备方法制备而成。
[0033]另一方面，还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备羧基化氧化石墨烯；将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸进行偶联，获得偶联反应生成物；将所述羧基化氧化石墨烯与所述偶联反应生成物进行交联，获得所述GOC/PEI复合吸附剂。2.根据权利要求1所述的GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，其特征在于，制备所述羧基化氧化石墨烯时，包括以下步骤：制备氧化石墨烯分散液；向所述氧化石墨烯分散液中加入氯乙酸和NaOH，室温条件下进行搅拌反应；反应结束后进行洗涤、冷冻干燥、研磨成粉末，得到所述羧基化氧化石墨烯。3.根据权利要求1所述的GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，其特征在于，制备所述偶联反应生成物时，包括以下步骤：根据配比，将聚乙烯亚胺与二乙基三胺五乙酸溶于纯水之中，调节pH至酸性；在搅拌条件下加入偶联剂，反应12h，获得所述偶联反应生成物。4.根据权利要求3所述的GOC/PEI复合吸附剂的制备方法，其特征在于，所述配比为1
‑
3:3
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1。5.根据权利要求3所述的GOC/P...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽，奚菊芳，张李云，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：