[发明专利]一种石墨烯吸附材料

说明书

本发明公开了一种石墨烯吸附材料，它是由氧化石墨烯表面接枝EDC和NHS交联接枝，加入没食子酸混合反应，最后水合肼还原得到的改性石墨烯。本发明石墨烯吸附材料是利用EDC和NHS交联结合在氧化石墨烯表面，增强表面离子吸附活性的表面接枝改性的石墨烯，对于重金属离子、有机试剂残留有较好的吸附作用。

技术领域

本发明涉及一种改性石墨烯产品，特别涉及一种石墨烯吸附材料，属于纳米新材料技术领域。

背景技术

自21世纪初石墨烯被发现以来，石墨烯由于其独特的结构特性、优异性能等，获得了广泛研究。石墨烯是具有单层碳原子的纳米材料，因而具有非常大的理论比表面积和杨氏模量，同时石墨烯表面具有平面大π键电子云，因而具有超高的理论导热率和导电性。石墨烯的大比表面积特性以及结构周围的增强边缘化学键特性，所以石墨烯对于其他原子的吸附结合性能较强。

而目前环境污染中有很多都是重金属离子、有机化学试剂的残留污染，这些污染物具有含量极低，但危害极大的特点。目前常规的污染物处理方法主要是将废物填埋转移处理，这些填埋污染物中重金属离子、有机残留容易随着雨水冲刷渗透转移，如果处置不当容易造成大范围的环境污染问题。

现有技术中有人提出将石墨烯用于污染物的吸附处理，例如，对于印刷、纺织、印染、造纸等现代化工生产过程中排放的大部分废水污染物中主要的污染物就是分子结构稳定，难以生物降解的有机试剂残留。

虽然石墨烯本身理论比表面积大，但自身容易堆叠使得比表面积远小于理论值，限制了石墨烯对于重金属离子、有机化学试剂残留的吸附作用。另外，有机试剂残留的吸附还可以通过离子键合作用，常规石墨烯电离性较弱，静电吸附作用不强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的石墨烯吸附污染物中有机试剂残留的效果难以充分发挥的不足，提供一种石墨烯吸附材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种石墨烯吸附材料，它是由氧化石墨烯表面接枝EDC和NHS交联接枝，加入没食子酸混合反应，最后水合肼还原得到的改性石墨烯。

本发明石墨烯吸附材料采用氧化石墨烯作为原料，利用EDC和NHS交联结合在氧化石墨烯表面，实现石墨烯表面离子吸附活性增强，最后将氧化石墨烯用水合肼还原氧化石墨烯得到表面接枝改性的石墨烯。石墨烯表面接枝结构提供良好的离子吸附活性位点，对于有机试剂残留也有较好的吸附作用。

本发明的另一目的是提供一种制备上述石墨烯吸附材料的方法，使得石墨烯直接的结合更加牢固，到达更好的改性效果，使得石墨烯吸附材料具有更加优秀的吸附作用，对于重金属离子和有机试剂残留都能够发挥良好的吸附作用。

一种制备上述石墨烯吸附材料的方法，包括以下步骤：

(1)预分散：取氧化石墨烯粉末，加水，搅拌分散，搅拌过程配合超声波处理。

(2)混料：向步骤1处理好的石墨烯水溶液中，加入EDC和NHS，搅拌反应1-2h，然后加入没食子酸，继续反应12-72h。

(3)还原：将步骤2所得料液过滤，滤渣用去离子水洗涤，加入水合肼，70-85℃反应10-40min，减压浓缩干，去离子水洗涤，得到石墨烯吸附材料。

本发明石墨烯吸附材料的制备方法选用氧化石墨烯作为原料，先是结合EDC、NHS交联接枝，然后加入没食子酸进行交联反应，使得石墨烯表面接枝上较长的活性支链，形成具有重金属离子螯合捕获的空间结构，使得石墨烯吸附材料对于重金属离子的吸附能力更加优秀。

EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)是个可溶于水的碳二亚胺，在酰胺合成中用作羧基的活化试剂，也用于活化磷酸酯基团、蛋白质与核酸的交联和免疫偶连物的制取。