[发明专利]掺铈掺氮氧化石墨烯、制备方法及其用途

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种掺铈掺氮氧化石墨烯、制备方法及其用途。具体地，所述制备方法，包括：1)将氧化石墨烯和尿素混合煅烧，得到掺氮氧化石墨烯；2)先将掺氮氧化石墨烯加入第一醇液中均匀分散，再将铈盐加入并搅拌均匀，于惰性气体保护下，加入硼氢化钠搅拌反应即得掺铈掺氮氧化石墨烯。该材料能够高效活化过硫酸盐(Persulfate，简称PS)，可广泛应用于有机废水处理领域。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及水污染治理技术领域，尤其涉及一种掺铈掺氮氧化石墨烯、制备方法及其用途。

背景技术

工业农业的快速发展给水体中带来持久性有机污染物，例如染料、抗生素、内分泌干扰素等，有机污染物不仅危害人类的健康，而且严重威胁生态安全。高级氧化技术(AOPs)能够原位处理生物难降解的持久性有机污染物，在污染水处理技术领域具有广泛的应用前景。

发明内容

有鉴于此，第一方面，本公开提供一种掺铈掺氮氧化石墨烯；第二方面，本公司提供掺铈掺氮氧化石墨烯的制备方法；第三方面，本公开提供所述掺铈掺氮氧化石墨烯在有机废水处理中的用途。

基于上述目的，第一方面，本说明书一个或多个实施例提供了一种掺铈掺氮氧化石墨烯的制备方法，包括：

1)将氧化石墨烯和尿素混合煅烧，得到掺氮氧化石墨烯；

2)先将掺氮氧化石墨烯加入第一醇液中均匀分散，再将铈盐加入并搅拌均匀，于惰性气体保护下，加入硼氢化钠搅拌反应即得。

进一步地，步骤1)包括：

将氧化石墨烯分散在第二醇液中，向所述第二醇液中添加尿素并搅拌均匀，然后恒温蒸干；

将蒸干后的混合物在惰性气体保护下煅烧，洗涤至中性干燥，即得所述掺氮氧化石墨烯。

进一步地，所述氧化石墨烯和所述尿素的质量比为1:4～1:6；和/或，恒温蒸干的温度为70～95℃。

进一步地，煅烧的升温速率为4～6℃/min；煅烧温度为500～700℃；煅烧时间为20～40min。

进一步地，步骤2)中，所述掺氮氧化石墨烯和铈元素的质量比为100:1～100:5。

进一步地，步骤2)中，加入铈盐后搅拌时间为10～12h；和/或，加入硼氢化钠后搅拌时间为1.5～2.5h。

进一步地，所述铈盐包括硝酸铈和氯化铈中的至少一者。

进一步地，步骤1)之前，还包括：

a)将石墨和浓硫酸搅拌均匀，加入无水硝酸钠后置于冰浴内反应；

b)将高锰酸钾缓慢加入至步骤a)得到的产物中，缓慢升高反应体系的温度至28～35℃并维持1～3h；加入水，再次升温至90～100℃，维持10～20min；

c)于步骤b)得到的产物中加入水和过氧化氢溶液，搅拌4～6min后冷却至室温，将产物洗涤至中性并干燥得到所述氧化石墨烯。

第二方面，本说明书一个或多个实施例还提供前述任一所述的制备方法得到的掺铈掺氮氧化石墨烯。

第二方面，本说明书一个或多个实施例还提供前述的掺铈掺氮氧化石墨烯在有机废水处理中的应用。

从上面所述可以看出，本公开提供的掺铈掺氮氧化石墨烯的制备方法，通过将氧化石墨烯和尿素混合煅烧，得到掺氮氧化石墨烯；然后将掺氮氧化石墨烯加入第一醇液中均匀分散，再将铈盐加入并搅拌均匀，于惰性气体保护下，加入硼氢化钠搅拌反应即得掺铈掺氮氧化石墨烯，从而将金属铈、氮掺入氧化石墨烯中，获得掺铈掺氮氧化石墨烯。该材料能够高效活化过硫酸盐(Persulfate，简称PS)，可广泛应用于有机废水处理领域。

附图说明