一种石墨烯气凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及环境修复材料技术领域，公开了一种石墨烯气凝胶及其制备方法与应用。该方法包括：S1、将多巴胺改性碳纳米管水溶液、氧化石墨烯分散液和铁盐混合进行水热反应，并将所得产物冷冻干燥；S2、将步骤(1)所得产物加入十八胺溶液中进行反应。本发明专利技术所述方法在材料制备过程中引入多巴胺改性碳纳米管，一方面作为气凝胶的骨架增强结构提升其力学性能，另一方面作为交联剂构筑三维网络结构提升孔隙率，此外，气凝胶表面的多巴胺自聚合生成聚多巴胺可提供二次反应平台，与疏水链段反应接枝，更有效率地提高疏水性。接枝过程发生在气凝胶成型之后并未占用气凝胶制备过程中氧化石墨烯本身的活性位点，因此交联结构稳定，实现高强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境修复材料，具体涉及一种石墨烯气凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着石油化工产业的飞速发展，在生产过程中会产生大量的油类及有机污染物废液，造成了严峻的生态环境及人类健康问题。有效地解决油类和有机废液造成的环境污染问题并实现回收再利用一直是人们亟待解决的难点之一。传统的解决油类污染问题主要通过生物法、气浮法、絮凝法、膜分离法和吸附法等。而吸附法在处理油类物质泄漏和回收再利用时表现出操作简便、环境友好、效率高、成本低和无二次污染等优势而成为人们研究和应用的热点。该技术的原理是非极性油分子可以被疏水材料物理吸附，通常需要材料具有高表面积和多孔结构。因此，羊毛、棉花、活性炭、聚合物泡沫、天然纤维素等多孔结构材料被大量用于油水分离。然而，由于大多数材料孔隙结构强度较差，吸附能力较低，此外，这些材料的选择性较差，对油和水具有同时吸附性，致使其分离效率较低。石墨烯是一种二维材料，由一层或多层排列成六元环的碳原子构成，具有2630m2/g的理论比表面积和优异的传输性能。超大的比表面积与石墨烯固有的疏水性相结合，使石墨烯成为油水分离领域极具竞争力的材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多巴胺改性碳纳米管、氧化石墨烯、铁盐和十八胺的用量的重量比为1：50～600：5～80：2～300，优选为1：100～500：10～50：10～200。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多巴胺改性碳纳米管水溶液的制备方法包括：将多巴胺改性碳纳米管在水中球磨20～40min；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述多巴胺改性碳纳米管的制备方法包括：将碳纳米管在多巴胺水溶液中超声，并采用三羟甲基氨基甲烷将混合溶...

【技术特征摘要】

1.一种石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多巴胺改性碳纳米管、氧化石墨烯、铁盐和十八胺的用量的重量比为1：50～600：5～80：2～300，优选为1：100～500：10～50：10～200。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多巴胺改性碳纳米管水溶液的制备方法包括：将多巴胺改性碳纳米管在水中球磨20～40min；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述多巴胺改性碳纳米管的制备方法包括：将碳纳米管在多巴胺水溶液中超声，并采用三羟甲基氨基甲烷将混合溶液的ph值调节至8～9，搅拌，然后对所得产物进行固液分离，并对固体部分进行洗涤、干燥。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管与所述多巴胺的用量的重量比为1：1～10，优选为1：4～6，更优选为1：4～4.5；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的制备方法包括：将氧化石墨烯在水中超声3～5小时；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的制备方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨与所述浓硫酸的用量的固液比为1g:40～60ml，所述浓硫酸的浓度≥98重量％；

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述铁盐选自六水合氯化铁、无水氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种或两种以上。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，宋项宁，王昕喆，谢谚，张树才，盛学佳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：