[发明专利]一种氧化石墨烯/改性粘土多维复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯/改性粘土多维复合材料及其制备方法，制备方法包括步骤：首先，将改性粘土悬浮液加入到氧化石墨烯悬浮液中，混合均匀；然后将所制得混合液进行超声分散和/或微波处理，得到褐色混合液；进一步的，将所得褐色混合液静置处理，然后进行抽滤、洗涤沉淀，将滤饼经冷冻干燥，制得氧化石墨烯/改性粘土复合材料。本发明提供的制备方法简单易操作，成本低廉，绿色环保。复合材料以紧密的静电力结合，明显减弱凹凸棒之间的堆积，解决了氧化石墨烯易团聚或难以均匀分散的问题，具有吸附性能良好、易于分离、循环利用率高的优势，可通过环保、低耗、快速的方式实现对废水的高效处理。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域和废水处理技术领域，尤其涉及一种多维复合吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

粘土是一种八面体层状镁铝硅酸盐矿物，具有特殊的强度及结构、高的比表面积、较强的吸附性能、价格低廉储量丰富等特点和优势，将粘土作为吸附剂在废水处理中具有较广的应用范围和明显的成本优势，逐渐引起了广泛关注。同时，粘土的表面活性较高，但容易发生聚集。因此，对粘土进行表面改性，改善其在基体中的分散性以及与基体的界面作用，是实现其有效利用的关键性问题。氧化石墨烯是由单层碳原子构成的二维纳米材料，具有高比表面积，片层上含有芳香结构和大量的含氧基团(羟基、羧基、羰基等)。这些含氧基团使其具有良好的分散性和亲水性，有利于对氧化石墨烯进行表面修饰或与其他材料进行复合，其对有机物、重金属表现出优异的吸附性能，非常适合废水的处理。将氧化石墨烯与改性粘土进行复合，将有效综合粘土的高比表面积、较强的吸附性能与氧化石墨烯分散性好、机械强度高等优势，实现以廉价、易回收、循环利用率高的方式对废水中的有机物、重金属进行处理。

中国专利CN 107159118 A提供了一种膨润土接枝氧化石墨烯的高效铀吸附剂的制备方法，即在NaOH作用下，以环氧氯丙烷作为交联剂，硫酸铵与亚硫酸氢钠作为引发剂，将膨润土与氧化石墨烯进行化学组装制备铀吸附剂。中国专利CN 107266951 A公开了一种硅酸盐矿物改性还原氧化石墨烯的制备方法及其应用，采取还原凝聚法，在氧化石墨烯分散液中加入还原剂及硅酸盐矿物改性剂，用于制备水性防腐涂料。中国专利CN 105885092A公开了一种聚合物用氧化石墨烯-凹凸棒土复合改性剂以及聚合物的改性方法，将KH-550改性过的凹凸棒土与氧化石墨烯混合,超声分散均匀,离心并干燥后制得氧化石墨烯-凹凸棒土复合改性剂。中国专利CN 106943997 A提供了一种氧化石墨烯复合材料的制备方法，将氧化石墨烯与经三氯化铁改性的高岭石颗粒按照质量比为1:200-500混合，经冻干后形成微米级的氧化石墨烯-改性高岭石复合材料，用于去除地下水重金属。中国专利CN106902759 A提供了一种氧化石墨烯-有机铵盐类改性凹凸棒土复合吸附材料的制备方法，是以氧化石墨和有机铵盐类改性的凹凸棒土为原料分别制成悬浮液，混合后在超声条件下持续搅拌反应1-4h后制得。中国专利CN105903438 A通过采用搅拌-静置分层方法，以六偏磷酸钠为分散剂配制凹凸棒土悬浮液；将凹凸棒土与氧化石墨烯分别超声后进行水热反应，烘干，制备了粉末状凹凸棒土-氧化石墨烯复合吸附剂。

关于氧化石墨烯与其他吸附材料复合用于处理废水的现有技术中，均存在重复利用率较低、制备方法污染较大，操作较复杂的问题，针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种氧化石墨烯/改性粘土多维复合材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯/改性粘土多维复合材料的制备方法。本发明提供的制备方法简单易操作，成本低廉，绿色环保。复合材料以紧密的静电力结合，明显减弱凹凸棒之间的堆积，解决了氧化石墨烯易团聚或难以均匀分散的问题，具有吸附性能良好、易于分离、循环利用率高的优势，可通过环保、低耗、快速的方式实现对废水的高效处理。

本发明提供的一种氧化石墨烯/改性粘土多维复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将改性粘土悬浮液加入到氧化石墨烯悬浮液中，混合均匀；