[发明专利]功能化石墨烯吸附剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种功能化石墨烯吸附剂，所述功能化石墨烯吸附剂主要由石墨烯和阳离子表面活性剂组成，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述十六烷基三甲基溴化铵通过非共价键作用插入和/或镶嵌在层状石墨烯的边缘或表层，所述十六烷基三甲基溴化铵在功能化石墨烯吸附剂中的质量分数为40%～50%。

2.一种如权利要求1所述的功能化石墨烯吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯分散在水中，通过超声分散后制得氧化石墨烯悬浮液；

（2）向步骤（1）制得的氧化石墨烯悬浮液中添加十六烷基三甲基溴化铵溶液，并控制其中的氧化石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶（7～10），充分搅拌使其反应完全；

（3）将步骤（2）后的反应体系加热至70℃～90℃，再向反应体系中加入还原剂使其充分反应，生成黑色絮状沉淀；所述还原剂为硼氢化钠和/或硼氢化钾；

（4）将步骤（3）后得到的黑色絮状沉淀进行抽滤、洗涤和干燥，得到功能化石墨烯吸附剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯是采用Hummers方法合成。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，超声分散的时间为45min～120min，所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为2mg/mL～4mg/mL。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，反应的条件为常温下反应1.5h～3h。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，还原剂的用量为所述氧化石墨烯质量的10～12倍。

7.一种如权利要求1所述的功能化石墨烯吸附剂在去除废水中铬的应用，包括以下步骤：

将所述的功能化石墨烯吸附剂添加至含铬废水中，每升废水的添加量为0.3g～0.5g；在吸附过程中，控制废水的温度为20℃～60℃，充分吸附并振荡反应完全后，利用滤膜对吸附后的余液进行过滤，完成对废水中铬的去除。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述含铬废水中铬的浓度为20ppm～140ppm。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述振荡反应时的转速为130rpm～140rpm，振荡反应的时间控制在20min～80min，所述振荡反应时控制废水的pH值为1.5～4.5。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的应用，其特征在于：所述滤膜的孔径为0.2μm～0.22μm。