[发明专利]一种石墨烯/粘土复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯/粘土复合材料，其特征在于：该复合材料由多孔石墨烯和粘土复合而成，具有多孔结构；所述的多孔石墨烯通过插层反应，插入粘土片层间；所述多孔石墨烯和粘土的质量比为1:0.1~10；所述石墨烯/粘土复合材料的比表面积为200~250m²/g，900℃内的失重为3~6wt%。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/粘土复合材料，其特征在于：所述的粘土为蒙脱土、蛭石、伊利石、高岭土或累托石；所述多孔石墨烯的比表面积为350~450m²/g，900℃内的失重为3~6wt%。

3.根据权利要求1所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）称取石墨粉，加入浓硫酸中，冰盐浴冷却到0℃，加入高锰酸钾，搅拌反应后，加水，再加入双氧水反应，离心、洗涤后，将所得的固体投入水中，超声分散，然后微波处理，过滤、干燥，得到氧化石墨烯；再加碱，氮气保护加热反应，得到多孔石墨烯；

（2）取步骤（1）制备得到的多孔石墨烯加入到溶剂中，超声分散，加入粘土，搅拌反应，抽滤，将得到的沉淀物干燥、研磨、过筛，得到石墨烯/粘土复合材料。

4.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所用石墨粉、高锰酸钾和碱的质量比为1:2.5~3:3~5。

5.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述双氧水用量为每1g石墨粉加入2~3mL双氧水；所述浓硫酸用量为每1g石墨粉加入25mL浓硫酸；所述加水指按照每1mL浓硫酸加入8mL水的比例添加。

6.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述搅拌反应指在30~60℃，搅拌速率为20~80rpm下反应2~6h；所述的超声分散指在超声功率为300W、频率为40Hz下分散1~2h；所述的微波处理指在微波功率为700W、频率为2KHz下处理1~2h；所述的加热反应指在760℃反应1~2h。

7.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的溶剂为乙醇、水、丙酮或氮甲基吡咯烷酮。

8.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的粘土为蒙脱土、蛭石、伊利石、高岭土或累托石；所用多孔石墨烯和粘土的质量比为1:0.1~10。

9.根据权利要求3所述一种石墨烯/粘土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的超声分散指在超声功率为300W、频率为40Hz下分散0.1~0.5h；所述的搅拌反应指在30~60℃，搅拌速率为20~80rpm下反应6~12h；所述的干燥指在60~90℃下干燥24~48h。

10.权利要求1所述一种石墨烯/粘土复合材料在污水处理中的应用。