[发明专利]一种L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵制备和铀吸附方法

权利要求书

1.一种L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵制备方法，其特征在于，以氧化石墨烯(GO)为前驱体，以L-精氨酸为交联剂，通过水热法和冷冻干燥法分别制备出具有三维立体结构的L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵(L-Ar-GOS)；反应过程中，L-精氨酸在水热条件下诱导氧化石墨烯自组装成宏观的三维石墨烯材料，并且在这个过程中L-精氨酸和氧化石墨烯发生反应，反应后的材料具有大的比表面积和疏松多孔的结构，有利于吸附金属离子。

2.根据权利要求1所述的一种L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵制备方法，其特征在于按重量份计依序包括下述步骤:

(1)氧化石墨烯的制备：在冰水浴条件下，将1.5-2.5份石墨粉、0.5-1.5份NaNO₃加入到80-90份浓H₂SO₄中，剧烈搅拌30分钟后，保持反应温度低于20℃的条件下缓慢加入5-7份KMnO₄，除去冰浴，将溶液温度缓慢升高至35℃，搅拌反应1h后缓慢加入一定量的去离子水并逐渐升温至98℃，保持30分钟，然后加入1.5-2.5份30％过氧化氢和一定量的去离子水，溶液变为亮黄色，趁热过滤，所得滤饼依次用5％盐酸和去离子水多次洗涤；

将洗涤至中性的氧化石墨超声分散在水中，超声震荡1h，离心分离，所得上层液即为氧化石墨烯分散液，然后将其在60℃下真空干燥，待用；

(2)L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵的制备：首先将3-5份氧化石墨烯超声分散均匀；然后将11-13份L-精氨酸溶解在分散液中，超声10min后，将所得混合液转移至反应瓶中，密封放在烘箱中100℃加热8小时，反应产物冷却至室温后取出即可得到石墨烯水凝胶；

将其洗涤并用去离子水浸泡48h，最后将产物冷冻干燥即得到石墨烯海绵。

3.根据权利要求1所述的一种L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵制备方法，其特征在于按重量份计依序包括下述步骤:

(1)氧化石墨烯的制备：在冰水浴条件下，将2份石墨粉、1份NaNO₃加入到85份浓H₂SO₄中，剧烈搅拌30分钟后，保持反应温度低于20℃的条件下缓慢加入6份KMnO₄，除去冰浴，将溶液温度缓慢升高至35℃，搅拌反应1h后缓慢加入一定量的去离子水并逐渐升温至98℃，保持30分钟，然后加入2份30％过氧化氢和一定量的去离子水，溶液变为亮黄色，趁热过滤，所得滤饼依次用5％盐酸和去离子水多次洗涤；

将洗涤至中性的氧化石墨超声分散在水中，超声震荡1h，离心分离，所得上层液即为氧化石墨烯分散液，然后将其在60℃下真空干燥，待用；

(2)L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵的制备：首先将4份氧化石墨烯超声分散均匀；然后将12份L-精氨酸溶解在分散液中，超声10min后，将所得混合液转移至反应瓶中，密封放在烘箱中100℃加热8小时，反应产物冷却至室温后取出即可得到石墨烯水凝胶；

将其洗涤并用去离子水浸泡48h，最后将产物冷冻干燥即得到石墨烯海绵。

4.根据权利要求1所述的一种L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵制备方法，其特征在于利用L-精氨酸改性氧化石墨烯海绵吸附铀的时候，待吸附溶液的pH应该调至5.0。