[发明专利]一种多层环糊精-氧化石墨烯骨架薄膜吸附剂的制备方法及用途

说明书

本发明提供一种去除PPCPs的多层环糊精‑氧化石墨烯骨架薄膜吸附剂的制备方法及用途，本发明使用镀膜法，进行反复多次镀膜，得到多层环糊精‑氧化石墨烯骨架薄膜；将环糊精以骨架结构的形式装配到石墨烯的单层薄膜之间，从而制备出具有大骨架结构、内部起伏较大、具有开放式网状形貌的多层薄膜，这样不仅可以增大吸附剂与污染物之间的接触面积，还能满足污染物在吸附剂表面和内部的迅速扩散，提高吸附剂对微污染物去除效能。同时，将复合物制作成为薄膜，使其在具有良好分散性和高去除率的同时，可以易于分离，在应用中具有更好的实用性。

技术领域

本发明涉及一种多层环糊精-氧化石墨烯骨架薄膜吸附剂的制备方法及其制备方法。

背景技术

全球有机微污染物，如农药和药物，在水资源中的出现引起人们对水生生态系统和人类健康潜在负面影响的担忧。虽然有机微污染物在水环境中的浓度水平较低（ng/L-μg/L），但这些物质一般都具有持久性、生物累积性和难降解性等特点，而且传统水处理工艺并没有有效的去除水中的微污染物，从而加重了水质安全保障的重担。

PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。PPCPs种类繁杂，包括各类抗生素、人工合成麝香、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂和杀菌剂等。许多PPCPs组分具有较强的生物活性、旋光性和极性，大都以痕量浓度存在于环境中。兽类医药、农用医药、人类服用医药以及化妆品的使用是其导入环境的主要方式。由于该类物质在被去除的同时也在源源不断地被引入到环境中，人们还将其称为伪持续性污染物。城市污水是一种重要的资源，其处理的好坏将直接影响到人体的健康和受纳水体的水质。大多数PPCPs以原始或被转化形式排人到污水中随污水进入污水处理厂。

许多有机和无机材料，如活性炭，石墨烯，漂莱特，β-环糊精和壳聚糖已被用于去除有机物质。活性炭是用于从水中去除有机污染物的最普遍的吸附材料，但它们有一些缺陷，包括污染物吸收缓慢（小时数）以及许多相对亲水的微污染物的去除不良。此外，再生废活性炭是耗能的（需要加热到500-900摄氏度）并且不能完全恢复性能。

专利申请号为201510743475 .4的发明专利公开β-环糊精-氧化石墨烯-硅藻土复合材料的制备方法与应用，先利用改进的Hummers法制得氧化石墨烯，然后将β-环糊精和氧化石墨烯在异佛尔酮二异氰酸酯交联剂作用下制得β-环糊精-氧化石墨烯粉末，再将β-环糊精-氧化石墨烯粉末与预处理后的硅藻土超声混合，最终得到β-环糊精-氧化石墨烯-硅藻土复合材料(β-CD-GO-DE )。依据该发明所述方法制得的材料作为吸附剂，以亚甲基蓝溶液为吸附对象，试验结果表明该复合材料具有较好的吸附效果，利用该材料处理污水中的染料具有操作步骤简便，吸附率高的特点，有一定实用价值，但是该专利的复合材料并不是专门针对PPCPs的去除，对其去除效果不明显，且制备方法复杂，另外该专利制得的吸附剂为粉末状，对比本专利方法制备的薄膜，回收较为困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种去除PPCPs的多层环糊精-氧化石墨烯骨架薄膜吸附剂的制备方法和用途，环糊精是一种价格低廉，可持续生产的葡萄糖大环化合物，对从水中去除微污染物有良好的吸附效能，由于环糊精对污染物的高选择性和易再生性，将其利用到水中PPCPs的去除中，可以实现污染物的选择性去除和吸附剂的重复利用。吸附薄膜不仅可以在水处理中提高去除效率，而且薄膜易于分离，更有利于污染物的去除以及工艺的简单化。将环糊精负载到氧化石墨烯上，制备出环糊精-氧化石墨薄膜，可以得到一种既具有良好分散性和高去除率，并且易于分离的吸附剂，此研究具有重要的科学意义和广泛的应用前景。