[发明专利]一种利用废润滑油再生生产废水制备硫掺杂石墨烯的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种硫掺杂石墨烯的制备方法。

背景技术

随着经济的发展和机械、车辆的增多，润滑油的应用日益广泛。润滑油在机械传动及发动机润滑过程中会发生变质，如在冷却、传动、热处理等装置上的润滑油使用一段时间后，润滑及其性能指标降低到一定程度就必须换油，润滑油更换产生大量的废液压油、齿轮油以及洗涤机件的污秽油等。这些废润滑油常被作为废物直接倒掉或当成燃料烧掉，这在能源匮乏和环境污染日益严重的今天，不仅造成了资源的极大浪费，而且加剧了环境污染。由于废润滑油中还含有大量的、很有价值的润滑油基础油，因此废润滑油回收再生利用，既有利于节约资源，变废为宝，使石油资源得到充分利用，还可以防止环境污染，有很可观的经济效益和社会效益。

目前，国内废润滑油的再生工艺主要包括蒸馏-酸洗-白土精制工艺、沉降-酸洗-白土精制工艺、沉降-蒸馏-酸洗-钙土精制工艺等，新型的工艺已经朝着加氢精制技术方向发展。目前，在废润滑油再生生产时，原料需要经过加氢精制、气提、碱洗等过程来提升润滑油油品的品质，精制后得到合格的高质量润滑油油品，同时也产生大量废水，废水中含有有机硫化物、无机铵盐等化学成份，且pH通常在10以上，这样的废水直接排放会对环境造成很严重的污染，同时也是对资源的浪费。

石墨烯是一种单分子层的二维石墨材料，因其具有潜在的高导电性、热稳定性、机械强度和特殊的量子特性而备受瞩目，被认为是未来全面替代硅的新材料。作为应用的基础，目前石墨烯的制备技术还有很大的开拓空间。目前的石墨烯制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法(CVD法)和化学还原法等。

目前石墨烯领域的研究热点之一是对单原子层材料进行功能化修饰。人们一直梦想能在这些单原子层材料中有规则且离散地引入金属原子以构成新型的单原子层磁性材料、催化材料和气体吸附材料，但由于过渡金属原子容易聚集，这一梦想一直未能在石墨烯和单原子层中实现。

半导体可以被掺杂，掺杂之后的半导体能带会有所改变。依照掺杂物的不同，本征半导体的能隙之间会出现不同的能阶。施体原子会在靠近导带的地方产生一个新的能阶，而受体原子则是在靠近价带的地方产生新的能阶。掺杂物对于能带结构的另一个重大影响是改变了费米能阶的位置。在热平衡的状态下费米能阶依然会保持定值，这个特性会引出很多其他有用的电特性。

层状双羟基复合金属氧化物(LayeredDoubleHydroxides，简称LDH)，又称水滑石，是一类重要的无机功能材料。其独特的层状结构及层板元素和层间阴离子的可调变性受到人们的广泛关注，经离子交换向层间引入新的客体阴离子可使层状结构和组成产生相应的变化，因而可以制备一大类具有特殊性质的功能材料。水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石化学结构通式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+[(A^n-)_x/n·mH₂O]，其中M²⁺为Mg²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺等二价金属阳离子；M³⁺为Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Co³⁺等三价金属阳离子；A^n-为阴离子，如CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-、PO₄^3-、C₆H₄(COO)₂^2-等无机和有机离子以及络合离子，当层间无机阴离子不同，水滑石的层间距不同。

发明内容