[发明专利]一种在电化学法去除水体铅离子的GO/MoS2

说明书

一种在电化学法去除水体铅离子的GO/MoS₂电极制备方法，它涉及材料领域，本发明的目的是为了提供一种GO/MoS₂复合材料在电容去离子除铅的方法，通过水热法来使石墨烯与MoS₂结合，首次应用于电容去除Pb(II)中。石墨烯的加入避免了MoS₂的堆叠，提高了MoS₂与铅离子接触的表面积，且高本征离子电导率的MoS₂可提供更高的比电容，在铅离子去除上具有良好的效果。本合成方法简单，绿色，高效的优点，本发明应用于电极领域。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种在电化学法去除水体铅离子的GO/MoS₂电极制备方法。

背景技术

随着经济发展，工业生产、生活废水等排放导致的水体污染日益严重，尤其是重金属污染，在重金属中，由于铅及其化合物对神经、造血等多个系统造成危害，近年来铅离子的去除备受关注。处理重金属铅(Pb(II))的方法有很多，包括化学沉淀法、生物法和电化学法等。电化学法中电容去离子法(CDI)以其节电、低资本，无二次污染，电极反接或短接可再生等优势受到了研究者的普遍认可。二硫化钼(MoS₂)，是一种半导体材料，表面含有丰富的硫原子，能与铅离子络合生成PbS，在化学吸附中被广泛应用。但由于其导电性较差在电化学方面应用受到局限，如果与导电性优异的材料复合将在处理含铅废水应用中具有很好的潜力。氧化石墨烯(GO)，是二维的碳纳米材料，是由sp²杂化碳原子排列成的一层刚性蜂巢格结构，具有较高的机械强度；优异的电子传递能力；大比表面积；极强的柔软性和抗渗性能；以及优良的生物相容性，其亲水极性基团(-OH，-COOH，环氧基等)能与重金属离子发生化学反应。

MoS₂与GO复合可以避免MoS₂团聚，增加其表面积的同时导电性较MoS₂单体也有所提高，且由于MoS₂优异的本征离子电导率可以弥补碳材料比电容低的不足。因此GO/MoS₂复合电极材料在电容去离子除铅中具有十分重要的意义。目前并没有相关材料用于电容去离子技术中的报道，电容去离子除铅离子的报道也很少。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种GO/MoS₂复合材料在电容去离子除铅的方法。

本发明的一种在电化学法去除水体铅离子的GO/MoS₂电极制备方法，它是按照以下步骤进行的：

一、氧化石墨烯的制备

取石墨粉和硝酸钠，在冰浴条件下加入H₂SO₄搅拌均匀，再加入KMnO₄，在36℃水浴锅中搅拌1h，形成粘稠浆液；然后向浆液中加入去离子水，在温度为90℃条件下搅拌15min后，加入去离子水，并加入H₂O₂，溶液由深棕色变成黄色；用1M盐酸洗涤过滤，反复用去离子水洗涤直至产物由黄色变成黑色，黑色产物分散在去离子水中4000rpm·min^-1离心5min离心除去下层颗粒物，重复清洗4-5次直至无颗粒物，8000rmp·min^-1高速离心20min去除上清液，制得的氧化石墨烯溶液并放入透析袋，直至溶液pH 7.0，得氧化石墨烯溶液，冻干机将氧化石墨溶液冻干备用；

其中，石墨粉与硝酸钠的质量比为1:1；石墨粉与H₂SO₄的质量体积比为1g:26.67mL；石墨粉与KMnO₄的质量比为1:3；石墨粉与去离子水的质量体积比为1g:216.67mL；石墨粉与H₂O₂的质量体积比为1g:6.67mL；沉淀与1M盐酸的质量体积比为1g:(33.3～66.7)mL；

二、GO/MoS₂的合成