[发明专利]去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料及其制备方法。其特点是，组成为：由质量比2:1‑1:2的氧化石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子共混组成。本发明的优点是提供了一种更环保，较好的去除盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料及其制备方法。本发明是应用四氧化三铁纳米微粒复合到氧化石墨烯上得到一种磁性氧化石墨烯复合材料为吸附材料，该材料对水溶液中的盐酸四环素有较高吸附去除，材料的磁效应可以保证吸附与处理的水溶液有效分离，且解决了氧化石墨烯作为吸附剂的二次污染问题。

技术领域

本发明涉及一种去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

我国现在每年约生产1300多种化学原料药，其中抗生素类药品年产量达3.3万吨。抗生素初始设计为低生理剂量下在治疗终点产生生物化学活性进而起到治疗目的，然而许多抗生素在低浓度下同时可能与非目标受体结合,进而产生各种不可预知的生理作用。这种细微的作用可能随着时间通过抗生素持续不断的输入而逐渐放大，最终对野生生物甚至生态系统产生深远而不可恢复的影响。目前在地表水、污水、地下水和饮用水中发现多种抗生素物质，这些物质大多逃过水质标准控制，且水处理技术对相当一部分物质没明显祛除效果。其中四环素类抗生素是中国目前生产和使用量最大的一类抗生素之一。四环素类抗生素是由放线菌产生的一种广谱抗生素，是典型的杀菌性药物，常用于医药业、畜牧业和水产养殖业中，在使用中四环素类抗生素不易被动物代谢和吸收，抗生素往往以活性形式(母体或代谢产物)大量进入水体当中。此外，在制药厂排放的废水中也检测到了大量的盐酸四环素类抗生素，对生态系统和人类的健康造成极大的危害。因此，控制和降低盐酸四环素在环境中的残留已经引起了环境科学界乃至公众的广泛关注。

氧化石墨烯作为碳族元素的新型材料，由于其高比表面积、高比表面能、高反应活性使其具有优异的吸附性能。经各种氧化剂氧化后得到的氧化石墨烯，其表面具有大量的含氧官能团(如羟基、羧基、环氧基团等)，提供了丰富的吸附位点，而且羧基和羟基等含氧官能团可以和水产生氢键，提高了氧化石墨烯在水中的溶解性。磁性氧化石墨烯是在氧化石墨烯的基础上进行了一定程度上的改良，它不仅具有纳米材料特有的量子尺寸效应、小尺寸效应和表面效应等，保留了氧化石墨烯良好的吸附能力，更显著的是具有磁性，在污染物处理中易于从溶液中分离。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料，该材料对水溶液中的盐酸四环素有较高的吸附去除作用，并且该材料的磁效应可以保证吸附与处理的水溶液有效分离从而避免了氧化石墨烯作为吸附剂的二次污染；

本发明的目的之二是以提供一种上述复合材料的制备方法。

一种去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料，其特别之处在于，组成为：由质量比2:1-1:2的氧化石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子共混组成。

一种去除水溶液中盐酸四环素的磁性氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)将石墨粉先经过预氧化，再经过氧化得到氧化石墨烯，干燥备用；

(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯用超声剥离为棕黄色氧化石墨烯胶体溶液；

(3)采用混合共沉淀法制备Fe₃O₄纳米粒子，具体是按照1:1-1:20的质量比例称取FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O于容器中，加水搅拌溶解，同时缓慢加入氢氧化钠溶液直至溶液变为黑色，用10000r/min高速离心进行分离，去除上清液得黑色粘稠产品，于40℃烘箱中干燥备用；