【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨烯基催化剂，具体涉及一种功能化coni/石墨烯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、药品与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products，ppcps)是一大类包含药物和个人护理品及其各自代谢物与转换产物的物质，是新兴的有机污染物，在生活中被广泛使用，并在废水处理系统中被频繁检测到，浓度一般ng/l-ug/l水平。ppcps具有难降解、检出浓度很低、生物毒性大等特征，如“致癌、制畸、致突变”。传统的污水处理技术主要用来处理氮磷等常规污染物，对大多数ppcps的去除效果较差。近年来，活性炭工艺、膜分离技术、高级氧化技术和膜生物反应器已用于去除废水中的ppcps。然而，这些高级污水处理工艺大规模应用成本较高。吸附工艺和膜技术对ppcps的去除效率也会因其他有机污染物的存在而显著降低。电化学技术具有环境友好、无二次污染、操作条件温和、兼容性好、易控制等突出优点，为ppcps的处理提供了一种绿色清洁的方法。电化学技术通过分子与阳极之间的直接电子转移或通过阳极形成的羟基自由基的间接或介导氧化来实现ppcps的降解，并且，电化学技术可以提高生物可降解性，降低药物的毒性，有助于ppcps在随后的生物处理过程中实现高降解。
2、电化学技术主要借助电极实现电能的输入或输出，电极是实施电极反应的场所。碳材料因其良好的导电性、可调节的孔隙率及形貌和良好的稳定性等特点，在电极材料应用方面具有巨大优势，引起人们广泛关注，如活性炭、石墨烯、碳纳米管等。碳材料普遍性质稳定，耐热性
3、石墨烯功能化技术包括共价和非共价方法，后者包括聚合物包裹、通过范德华力、氢键、静电相互作用和π-π堆积吸附表面活性剂或芳香族小分子，使用这种方法不会影响石墨烯的晶格，从而使得其电子性质得以保留。离子液体单体的可设计性和多种聚合方法可以丰富聚离子液体的结构和功能，其可广泛应用于热敏材料、催化、分离和吸收、生物材料等领域。
4、石墨烯进行功能化修饰分为共价和非共价修饰两种。共价修饰是依靠石墨烯表面具有能够进行酯化、酰化等共价修饰的含氧基团。共价修饰主要依靠化学反应对石墨烯进行修饰，它通过在离子液体和石墨烯之间建立共价键将二者结合起来。非共价修饰主要是依靠π-π共轭、氢键、范德华力、离子反应等分子间作用力。共价修饰方法更加复杂，通常涉及多步反应。相比非共价，这种结构更加稳定，但是通常需要使用强酸或强氧化剂对石墨烯进行预处理，这种操作在一定程度上会破坏石墨烯表面结构，降低其机械性能、电性能等其他物理性能。非共价修饰方法不会影响石墨烯的晶格，从而使得其电子性质得以保留。但是现有的非公价修饰石墨烯采用离子液体修饰石墨烯，由于离子液体是游离在电极材料中的，使离子液体与催化材料接触面积减小，降低催化效果。因此，急需开发一种能够提高催化效果的功能化修饰的石墨烯材料。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种功能化coni/石墨烯材料及其制备方法和应用，解决了现有技术制备coni/石墨烯材料时采用离子液体修饰石墨烯，离子液体与催化材料接触面积减小，催化效果低的问题。
2、一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，具体包括以下步骤：
3、以氧化石墨为原料制备氧化石墨烯分散液；
4、向氧化石墨烯分散液中加入聚离子液体，混合均匀后得混合液；其中，氧化石墨烯分散液与聚离子液体的比例为1ml:1mg；
5、向混合液中加入钴盐、镍盐，混合均匀后140～160℃反应4～6h，冷却后冰浴条件下加入还原剂，反应12～14h后，得所述功能化coni/石墨烯材料；聚离子液体的加入，减少了氧化石墨烯片层间团聚现象、促进石墨烯对钴、镍负载。
6、优选的，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2。该比例下，聚离子液体所带的阴离子刚好通过静电吸附金属阳离子，有利于金属负载，使得制备的聚离子液体功能化coni/石墨烯材料具有较强的电催化性能。
7、优选的，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐、还原剂按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2:2～4。
8、优选的，所述聚离子液体为聚1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐。乙烯基端聚离子液体的阳离子咪唑环与石墨烯六元环通过π-π键复合，乙烯基基团和六氟磷酸盐阴离子可促进金属阳离子均匀负载，从而提高了电极材料的氧还原性能。基于功能化coni/石墨烯材料优异的催化性能，构建了电催化还原氧化体系，实现对ppcps污染物的高效去除。
9、优选的，所述钴盐为cocl2·6h2o、co(no3)2·6h2o、co(oac)2·4h2o中的任一种。
10、优选的，所述镍盐为nicl2·6h2o或ni(oac)2·4h2o。
11、优选的，所述还原剂为nabh4、水合肼、抗坏血酸、尿素中的任一种。
12、本专利技术的第二个目的在于保护所述的制备方法制得的功能化coni/石墨烯材料。
13、本专利技术的第三个目的在于保护所述的功能化coni/石墨烯材料在催化降解氯代ppcps中的应用。
14、优选的，所述氯代ppcps包括氯贝酸和三氯生。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术提出了一种聚离子液体功能化coni/石墨烯材料的制备方法，聚离子液体的加入有效解决了氧化石墨烯片层间的团聚问题，并且聚离子液体所带的阴离子可通过静电吸附金属阳离子，有利于金属负载，使得制备的聚离子液体功能化coni/石墨烯材料具有较强的电催化性能。
17、本专利技术选择具有优异特性的聚离子液体对石墨烯进行功能化，以聚离子液体上的乙烯基为功能基团，通过与氧化石墨烯表面环氧官能团发生亲核开环反应，可以得到分散的层状还原氧化石墨烯结构，使氧化石墨烯具有更高的表面积。乙烯基端聚离子液体的阳离子咪唑环与石墨烯六元环通过π-π键复合，乙烯基基团和六氟磷酸盐阴离子可促进金属阳离子均匀负载，从而提高了电极材料的氧还原性能。基于功能化coni/石墨烯材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2。
3.根据权利要求2所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐、还原剂按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2:2～4。
4.根据权利要求3所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述聚离子液体为聚1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐。
5.根据权利要求4所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐为CoCl2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Co(OAc)2·4H2O中的任一种。
6.根据权利要求5所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述镍盐为NiCl2·6H2O或Ni(OAc)2·4H2O。
7.根据权利要求6所述一种功能化CoNi/石墨烯材料的制备方法，其特征
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的功能化CoNi/石墨烯材料。
9.一种权利要求8所述的功能化CoNi/石墨烯材料在催化降解氯代PPCPs中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述氯代PPCPs包括氯贝酸和三氯生。
...【技术特征摘要】
1.一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2。
3.根据权利要求2所述一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氧化石墨、聚离子液体、钴盐、镍盐、还原剂按摩尔比为4～8:4～8:0.5～1:1～2:2～4。
4.根据权利要求3所述一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述聚离子液体为聚1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐。
5.根据权利要求4所述一种功能化coni/石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐为c...
【专利技术属性】
技术研发人员：许丹丹，袁雅文，陈晨，白少元，刘辉利，张琴，张亚楠，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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