[发明专利]一种含氧化石墨的纳米材料及其制备方法和水处理剂及水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氧化石墨的纳米材料。特别地，本发明涉及一种含氧化石墨和硒纳米颗粒的纳米材料及其制备方法，本发明进一步涉及含有上述含氧化石墨纳米材料的水处理剂，本发明更进一步涉及一种水处理方法。

背景技术

纯净的水是人类生存必不可少的资源，但是由于空间分布不平衡、生活浪费等因素，全球60％的地区供水不足。并且随着人类活动的加剧，各种工业废水、农药等有毒物质被排入江河湖海，污染了我们有限的水资源。因此各国政府不断立法保护本国水资源，并开发水处理剂以满足污水处理和人们生活用水的需求。

目前市场上用于水处理的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将污染物与水进行分离。但采用活性炭为水处理剂，存在一些问题，如活性炭的吸附量与成本的比值还需进一步提高，且其吸附为物理吸附，容易造成二次污染。

发明内容

为了克服现有活性碳水处理剂的吸附量与成本的比值低、其吸附为物理吸附，容易造成二次污染的不足，本发明提供一种吸附量大、能同时吸附多种类型污染物的含氧化石墨的纳米材料。

本发明提供一种含氧化石墨的纳米材料，该纳米材料包含氧化石墨和硒纳米颗粒。

本发明提供一种含氧化石墨的纳米材料的制备方法，该方法包括在负价硒化合物氧化为单质硒的条件下和氧化剂存在下，使氧化石墨分散液与负价硒化合物接触；或者在正价硒化合物还原为单质硒的条件下和还原剂存在下，使氧化石墨分散液与正价硒化合物相接触。

本发明提供了另一种含氧化石墨的纳米材料的制备方法，该方法将氧化石墨分散液与硒纳米颗粒分散液混合，搅拌。

本发明还提供了上述方法制备的含氧化石墨的纳米材料。

本发明提供了一种水处理剂，该水处理剂含有上述含氧化石墨的纳米材料。

本发明提供了一种水处理的方法，该方法包括使上述含氧化石墨的纳米材料与水接触。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)由于氧化石墨和硒纳米颗粒比表面积大，氧化石墨对有机物具有高吸附能力，硒纳米颗粒能与多种重金属形成稳定的硒化物，因此所制备的含氧化石墨的纳米材料具有吸附能力高、对重金属具有吸附稳定、无二次污染的优点。

(2)本发明提供的水处理方法，可以通过外加絮凝剂使与水接触后的产物中的含氧化石墨的纳米材料或含有吸附物的含氧化石墨的纳米材料快速聚集，从而加快含氧化石墨的纳米材料或含有吸附物的含氧化石墨的纳米材料沉降，提高水处理的效率。

(3)本发明的含氧化石墨的纳米材料由于粒径比较小，为纳米级，因此将其负载于活性炭载体上时，活性碳不但可以起到固定作用，还可以实现含氧化石墨的纳米材料与待处理液的充分接触，从而实现高的吸附效果。

(4)由于含氧化石墨的纳米材料的吸附量大，因此较小的用量即可获得较好的处理效果，由此可以将其制成小体积水处理装置，如将含氧化石墨的纳米材料可制成滤膜等，所述装置具有易携带、使用简便的优点。

(5)本发明提供的优选的含氧化石墨的纳米材料中的硒纳米颗粒与氧化石墨具有高的结合强度，即使在超声条件下也不会从氧化石墨片层表面脱落。这样可以防止硒纳米粒子从氧化石墨上脱落，从而避免失去氧化石墨稳定的硒纳米粒子发生严重的聚集，从而失去纳米尺度，因此不具备高比表面积的性质，最终导致吸附性能的下降。

附图说明

图1为实施例1制备的含氧化石墨的纳米材料的水分散液照片。

图2为实施例1制备的含氧化石墨的纳米材料的透射电子显微镜照片。

图3为实施例1制备的含氧化石墨的纳米材料负载于滤膜表面的照片。

图4为实施例1制备的含氧化石墨的纳米材料负载于滤膜表面的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

根据本发明的含氧化石墨的纳米材料，包括氧化石墨和硒纳米颗粒。

尽管各种能使硒纳米颗粒与氧化石墨复合的氧化石墨与所述硒纳米颗粒的质量比可以实现发明目的，优选情况下，所述氧化石墨与所述硒纳米颗粒的质量比为100∶1到1∶100。进一步优选情况下，所述氧化石墨与所述硒纳米颗粒的质量比为40∶1到1∶40。更进一步优选情况下，所述氧化石墨与所述硒纳米颗粒的质量比为20∶1到1∶20。