[发明专利]一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种石墨烯‑氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯、还原糖、锌盐与溶剂混合超声，得到分散液；(2)调节步骤(1)得到的分散液的pH，之后加热反应、冷却，得到所述石墨烯‑氧化锌三维多孔复合材料。本发明提供的石墨烯‑氧化锌三维多孔复合材料具有较高的比表面积，能够有效的防止石墨烯片层的堆叠，对重金属离子的吸附效果好。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

工业的高速发展，在为人类带来经济效益的同时造成了严重的化学污染。生活用水资源不断被工业污染恶化，严重影响并威胁着人类的身心健康。饮用被污染的水资源同时会引发各种各样的疾病，严重的水污染问题已对人身安全构成威胁。污染水中难降解的有机物主要源自于工业污水的排放、洗涤剂、有机氯农药及化肥等，其中有机物染料污染在水污染中占据不可忽视的地位，怎样高效地、快速地且绿色地降解水中有害有机污染物，现已成为环保工作者面临的主要问题。

光催化技术作为处理环境污染问题的方法之一，不仅能够充分利用太阳光，彻底降解污水中难降解的有机污染物而不产生二次污染，还具有较温和的反应条件、净化彻底、能量损耗低及绿色环保等突出优点，在处理难降解有机物领域中具有其他传统水处理方法无法超越的特征。光催化降解技术方法的设备结构简单、使用范围广、易控制、环保、且耗能少，有极大的发展前途。因此，光催化降解技术是一种有着极大开发价值的绿色技术。

氧化石墨烯作为化学转化石墨烯的前驱体，是一种备受研究关注的碳材料。石墨烯氧化物在水中和有机溶剂中表现出极好的分散性，还有丰富的氧官能团和多种化学反应性，并且石墨烯氧化物在特定条件下，可形成比表面积较大的多孔材料，被广泛的用做吸附材料去除污染物。尽管石墨烯具有优越的性能，但其带隙为零，且二维的石墨烯片层之间因为存在范德华力而趋向于堆叠，重新形成石墨，这限制了其电学和光学应用。

CN103910355A公开了一种多孔三维石墨烯的制备方法，以氧化石墨烯为原料，将碳酸盐或碳酸氢盐引入到氧化石墨烯中，形成氧化石墨烯(GO)-碳酸盐或碳酸氢盐混合物；在弱碱性条件下加入还原剂，进行水热反应，得到石墨烯-碳酸盐或碳酸氢盐凝胶，之后通过酸与碳酸盐或碳酸氢盐反应释放气体，产生大量贯通的孔，即得到贯通多孔的三维石墨烯。该发明方法操作简单、成本低廉，制备的多孔三维石墨烯具有导电率高、比表面积大、亲疏水等优点，可广泛应用于导热复合材料、储能材料、吸附材料等领域。

CN103663601B公开了一种氧化石墨烯胶体吸附分离低浓度重金属离子的方法，利用透析膜的筛分特点和氧化石墨烯胶体强烈吸附重金属离子的性能，将氧化石墨烯胶体封装在透析袋内放入重金属离子溶液中，重金属离子快速通过透析膜被高效吸附，实现重金属离子的分离和富集，吸附离子的氧化石墨烯经酸性溶液处理后，重金属离子可高效脱附，同时氧化石墨烯可再生并循环使用，由于透析袋内的氧化石墨烯无法通过透析袋，不进入被吸附的水溶液，避免了吸附剂的二次污染，大大减少了固液分离量。该发明实施简单、吸附容量大、速度快，对高效快速治理水体重金属离子污染，保护生态环境，促进经济可持续发展方面有重要的社会意义。

由于二维的石墨烯片层之间因为存在范德华力而趋向于堆叠，影响使用。因此如何提供一种能够有效的防止石墨烯片层的堆叠的氧化石墨烯吸附重金属材料，成为了亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用，尤其提供一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料及其制备方法和应用。本发明提供的石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料具有较高的比表面积，能够有效的防止石墨烯片层的堆叠，对重金属离子的吸附效果好。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种石墨烯-氧化锌三维多孔复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：