[发明专利]水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了水处理用二氧化铈纳米片‑碳纳米管复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、将二氧化铈纳米片置于乙醇和丙三醇的混合溶液中，搅拌使分散均匀；步骤二、将碳纳米管于120℃～150℃条件下干燥4h～8h，得到干燥后碳纳米管；步骤三、将分散后溶液和干燥后碳纳米管混合后置于反应釜中，于150℃～300℃条件下反应12h～18h；步骤四、自然冷却至室温，洗涤，干燥，焙烧，得到二氧化铈纳米片‑碳纳米管复合材料。本发明的复合材料的制备方法以预处理后的碳纳米管为载体，以分散于醇溶液中的纳米片为二氧化铈源物质，经过水热反应得到的复合材料，具有良好的水处理性能，能够有效脱除废水中的重金属离子。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法。

背景技术

二氧化铈作为一种用途广泛的稀土材料，在光催化、电子陶瓷、尾气废气处理等领域得到了广泛的关注。近年来，随着人们对纳米材料的关注，不同形态的纳米材料比如纳米球、纳米棒、纳米片、纳米花以及纳米纤维等材料得到蓬勃发展。

二氧化铈纳米材料在光、电、磁、催化等领域的性能是现有技术中开发的重点。当前制备合成二氧化铈纳米材料的方法包括水热合成、硬模板法和软模板法等，但是现有技术的方法存在工艺复杂、温度较高、反应条件不温和等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法。本发明的复合材料的制备方法以预处理后的碳纳米管为载体，以分散于醇溶液中的纳米片为二氧化铈源物质，经过水热反应得到的复合材料，具有良好的水处理性能，能够有效脱除废水中的重金属离子。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料包括碳纳米管和负载在所述碳纳米管上的二氧化铈纳米片，所述复合材料中，二氧化铈纳米片的质量百分含量为2％～10％；

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将二氧化铈纳米片置于乙醇和丙三醇的混合溶液中，搅拌使分散均匀；所述乙醇和丙三醇的混合溶液中，乙醇和丙三醇的质量比为1：(1～3)；所述乙醇和丙三醇的混合溶液的质量为二氧化铈纳米片质量的5倍～8倍；

步骤二、将碳纳米管于120℃～150℃条件下干燥4h～8h，得到干燥后碳纳米管；

步骤三、将步骤一分散后溶液和步骤二所述干燥后碳纳米管混合后置于反应釜中，于150℃～300℃条件下反应12h～18h；

步骤四、自然冷却至室温，用乙醇和去离子水依次洗涤，干燥，焙烧，得到二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料。

上述的水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料中，二氧化铈纳米片的质量百分含量为3％～8％。

上述的水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一所述二氧化铈纳米片的制备方法包括以下步骤：

步骤101、将氨水加入到去离子水中，得到溶液A；

步骤102、将硝酸铈加入到步骤101所述溶液A中，搅拌使混合均匀，得到溶液B；

步骤103、向步骤102所述溶液B中加入正硅酸乙酯，搅拌反应6h～8h；

步骤104、将步骤103搅拌后体系离心分离，将得到的沉淀物洗涤后烘干，得到二氧化铈纳米片。

上述的水处理用二氧化铈纳米片-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤101所述氨水的质量浓度为25％～30％，所述氨水和去离子水的质量比为1：(1～3)。