[发明专利]L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种对Cr(VI)离子具有吸附作用的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用。

背景技术

重金属通常以单质或化合物形式存在于自然界中，对生态和人类健康威胁较小；但是近年来随着对金属矿物的过度开发，产生了含有大量金属离子的工业废水。

以铬为例，铬是生物体所需的微量元素和工业领域的战略性元素之一，在自然界中，铬主要以铬铁矿（FeCr2O4）和铬铅矿(PbCrO4)的形式存在，其主要用于冶金工业、化妆品原料、皮革、工业色素等领域。然而，这些工业生产引起了严重的环境污染，比如水体中的铬污染。众所周知，Cr(VI)的毒性远大于Cr(III)，Cr(VI)是一种易被人体吸收的致癌物；人体吸入这种高毒性的六价铬离子后，轻者可能引起皮肤过敏，重者可能会导致遗传性基因缺陷或者引起癌症。水体被铬污染直接威胁着人类的生命健康，因此，有效地从工业废水中除去Cr(VI)已经成为一个严重的急需解决的问题。

近年来，研究者们对Cr(VI)的移除方法已经做了很多研究，主要包括化学沉淀法，离子交换法，电解法以及吸附法等。其中，吸附法由于原料易得，操作简便，成本低，Cr(VI)除去率高等优点被广泛运用。然而，常用的吸附剂如活性炭，生物吸附剂、玉米秸秆、吸附树脂、沸石吸附、黏土吸附和二氧化硅吸附等，但这些吸附剂在铬离子移除方面都存在一定限制。因此，开发新型有效的 Cr(VI)吸附剂仍旧是需要解决的问题。

有鉴于此，需要提供一种改进的能够吸附Cr(VI)的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对Cr(VI)离子具有吸附作用的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1：将氧化石墨烯加入到四氢呋喃中，分散得到氧化石墨烯的四氢呋喃分散液；S2：向氧化石墨烯的四氢呋喃分散液中加入L-精氨酸、碳酸钾粉末和去离子水，常温下搅拌24h；S3：用水洗涤若干次，干燥后得到L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料。

作为本发明的进一步改进，氧化石墨烯的四氢呋喃分散液中，氧化石墨烯的浓度为0.5mg/mL~5mg/mL。

作为本发明的进一步改进，步骤S1具体为：在200W超声波清洗器中超声分散1h，得到氧化石墨烯的四氢呋喃分散液。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，各组分加入比例为：氧化石墨烯：L-精氨酸：碳酸钾：去离子水为：1g~1.5g:3g:0.5g~0.75g:5mL~7.5mL。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，各组分加入比例为：氧化石墨烯与L-精氨酸的用量比例是1g~1.5g:3g；氧化石墨烯与碳酸钾用量比例是1g：0.5g；碳酸钾和去离子水用量比例是1g:10mL。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中，干燥过程具体为产物在60℃条件下真空干燥10h~15h。

为达到上述目的，本发明还提供由上述L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料的制备方法制备的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料。

为达到上述目的，本发明还提供一种L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料对溶液中Cr(VI)离子进行吸附的应用。

作为本发明的进一步改进，L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料对溶液中Cr(VI)离子进行吸附具体为：准确称取3mg的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料作为吸附剂加入到pH介于1~6之间的10mL, 0.5mmol/L~2mmol/L的Cr(VI)离子的溶液中，15℃~30℃恒温搅拌反应0h~24h，过滤得到澄清的溶液，然后利用紫外可见分光光度计检测澄清溶液的吸光度，最后计算出L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料对Cr(VI)离子的除去率。

作为本发明的进一步改进，过滤过程具体为：利用220nm微孔滤膜滤出吸附剂得到澄清的溶液。

本发明的有益效果在于：本发明的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料的制备方法，通过酯化反应在氧化石墨烯表面接枝L-精氨酸，制备条件温和，步骤简单，且制备的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料展示出来良好的Cr(VI)吸附性能。

附图说明

图1为本发明一种L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料的制备方法的反应路线图。

图2是图1所示的L-精氨酸/氧化石墨烯复合材料、L-精氨酸原料及氧化石墨烯原料的红外光谱图。

具体实施方式