[发明专利]一种氨基化石墨烯/Fe3

说明书

本发明公开了一种氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料及其制备方法与应用，属于磁性复合材料和环保技术领域。本发明中通过表面活性剂的加入，能够提高石墨烯在水中的分散性，为磁性Fe₃O₄在石墨烯上的负载及氨基化提供了反应位点，实现了石墨烯表面的氨基化改性，无需石墨烯氧化这一步骤。本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，原料绿色，过程环保；本发明获得的氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料兼具物理吸附和化学吸附能力，可高效吸附甲醛等有毒气体分子，是一种环境友好型的磁性复合材料。

技术领域

本发明涉及磁性复合材料和环保技术领域，尤其涉及一种氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体材料，它具有超大比表面积，在有毒气体分子吸附领域有广阔的应用前景。众所周知，甲醛是危害人类健康的有毒物质之一。室内装修所使用的各种板材和油漆会释放甲醛等有毒气体分子，对人体和动物造成不同程度的危害。气体吸附作用主要分为物理吸附和化学吸附两种。石墨烯吸附气体分子主要是物理吸附的过程，它对甲醛等气体分子具有很强的吸附作用，但是却存在吸附饱和后，甲醛脱吸的二次污染现象。而化学吸附作用是通过化学键的牢固连接来吸附气体分子，可在一定程度上避免脱吸现象的出现。因此，将物理吸附和化学吸附相结合成为充分发挥石墨烯优异吸附性能的可行途径。

目前，CN 102989420 A公开了一种磺基化氧化石墨烯磁性吸附剂及其制备方法与用途中，采用先对石墨烯进行氧化，然后再复合磁性物质，最后通过重氮化步骤在材料表面接枝磺酸基团，能够有效地吸附重金属和有机气体分子。作为吸附材料应用于环保技术领域，上述专利中氧化石墨烯所用的浓硫酸、盐酸、硝酸钠等原料本身会对环境有一定的污染，而且接枝磺酸基团时，所采用工艺相对复杂，不利于生产化应用。CN 105289516 A公开了一种表面氨基化纳米四氧化三铁吸附剂及其制备方法，该制备方法包括先制备磁性纳米四氧化三铁，再以正硅酸乙酯为硅源，采用溶胶-凝胶法在纳米四氧化三铁表面包覆SiO₂壳层，然后以3-氨丙基三乙氧基硅烷为修饰剂，制备表面氨基化纳米四氧化三铁吸附剂，该方法只是制备氨基化的磁性四氧化三铁吸附剂，通过化学吸附作用，运用于重金属吸附领域，而且氨基化步骤中采用的溶胶-凝胶法是先在四氧化三铁表面包覆SiO₂壳层，再氨基化，工艺相对复杂。

发明内容

针对上述现有技术的存在的问题，本发明的首要目的在于提出了一种氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料的制备方法。本发明的制备方法无需石墨烯氧化这一步骤，工艺简单，成本低廉，原料绿色，过程环保。

本发明的另一目的在于提出了上述制备方法获得的氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料。本发明制备的氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料，具备石墨烯本体优异的物理吸附性能，同时由于Fe₃O₄表面连接着一定数量的氨基基团，可以化学吸附甲醛等有毒气体分子，吸附效率高。

本发明的再一目的在于提供上述氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料的应用。本发明的氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料可在气体分子吸附方面应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种氨基化石墨烯/Fe₃O₄磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取1-2重量份的石墨烯加入到表面活性剂的去离子水中，超声处理，制得石墨烯分散液；