[发明专利]一种4A分子筛复合材料的制备方法及吸附性能

说明书

一种4A分子筛复合材料的制备方法及吸附性能。本发明专利公开一种4A分子筛氧化石墨烯复合材料，包括复合材料的制备及吸附性能研究，其中制备包括4A分子筛的预处理、氧化石墨烯及分散液的制备、超声搅拌混合液、煅烧，最后得到分散均匀、孔隙较多的复合材料。所述4A分子筛与氧化石墨烯含量比为10‑‑50:1，氧化石墨烯分散液的浓度为1—2mg/mL，预处理的4A分子筛与去离子水用量之比为1:20—50mL。此外本发明专利氧化石墨烯负载到4A分子筛上面，对甲基橙具有良好的吸附性。本发明制备工艺简单、消耗成本低、可规模生产、市场前景好。

技术领域

本发明涉及复合材料合成领域，涉及氧化石墨烯4A分子筛复合材料制备方法。

背景技术

目前，水污染的治理问题已经成为了全球性问题，如何有效地去除废水中的重金属和染料已经引起了全世界的广泛关注。因此，为了保护人类的健康以及我们赖以生存的生态环境，去除废水中的这些污染物是非常有必要的。为处理废水中的重金属离子和染料，研究者们相继的提出了各种各样的方法。其中，吸附法由于其低成本、高效、简单等优点从而在水污染的治理方面深受青睐。

石墨烯是一种性能优异的纳米碳材料，其化学前体氧化石墨烯(GO)由于具有很高的比表面积和丰富的官能团等特点，十分有利于吸附水体中污染物。在水处理方面，氧化石墨烯主要用于对染料、有机物的吸附，但氧化石墨烯片层之间的水与氢键存在很强的相互作用，使氧化石墨烯呈堆叠结构，大大降低了比表面积，限制了其高效应用，还面临分离困难。

4A分子筛是由硅氧和铝氧四面体组成的三维骨架状结构化合物，属立方晶系，具有较高的离子交换容量。硅氧四面体和铝氧四面体通过氧桥相互联接，形成多元环，各种不同形式的多元环又通过氧桥相互连接，形成具有三维结构的空腔。但是4A分子筛去除有机染料废水效果偏差，负载氧化石墨烯后可有效提高其吸附性能。将氧化石墨烯和4A分子筛进行复合，一方面可降低氧化石墨烯的团聚程度，提高其实际应用能力：另一方面由于 4A分子筛具有良好的离子交换性能，可提高复合材料的吸附性能。目前很少有研究学者将此两种材料复合，并应用于水污染处理。

发明内容

本发明提供一种制备简单、成本低廉、环保清洁、吸附性高效的氧化石墨烯4A分子筛复合材料制备方法，制备的复合材料颗粒均匀，吸附性好。

本发明的实施方案如下：

步骤一：将球形4A分子筛，研磨，并过200目筛，得到粉末状的分子筛，在4A分子筛中加入一定量的去离子水和分析纯的盐酸，浸泡24h，过滤，洗涤，放入烘箱中烘干，马弗炉200℃煅烧2h，得到预处理的4A分子筛粉末。

步骤二：取一定量Hummer法制备的的氧化石墨烯，加入去离子水，超声分散，制得氧化石墨烯悬浮分散液，浓度为1--2mg/mL。

步骤三：将得到的4A分子筛悬浮液(4A分子筛份量与去离子水用量之比为 1:20--50mL)持续搅拌，1--3滴/s加入氧化石墨烯分散液，避免溶液稠粘，50℃水浴加热并以200--300r/min不断搅拌，充分反应1h。

步骤四：将得到的混合溶液在110℃热处理6h，离心洗涤，烘干，放入马弗炉350℃煅烧2h，得到氧化石墨烯/4A分子筛复合材料。

本发明还包括以下内容：

1.所述的4A分子筛颗粒细度为200目，经过盐酸处理，盐酸的质量分数为32％ --36％，4A分子筛浸泡在盐酸溶液时间为24h，得到表面积更大和吸附性能更好的的4A分子筛。