[发明专利]一种埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料制备方法和应用

说明书

本发明适用埃洛石纳米管技术领域，提供一种埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料制备方法和应用，所述埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：制备改性埃洛石纳米管、制备改性氧化石墨烯和制备埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料；本发明实施例采用化学键合的方式将氧化石墨烯与埃洛石纳米管进行复合，提高复合材料的稳定性；本发明实施例所制备的复合材料对pH 1‑10范围内对左氧氟沙星都具有非常好的吸附效果；且本发明实施例采用化学键合制备的复合材料吸附性能好，且吸附速度快，解决了现有采用静电吸附的方式得到的复合材料只能在酸性及中性介质中使用，且结构不稳定，吸附效率低的问题。

技术领域

本发明属于埃洛石纳米管技术领域，尤其涉及一种埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料制备方法和应用。

背景技术

喹诺酮类抗生素通过抑制DNA旋转酶已广泛应用于人类和动物的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的处理。合成的抗菌化合物通常以其原始或代谢形式通过生活废水、过期药品的处理和排泄物排放到水生环境中。抗生素存在废水和地表水中，即使浓度很低，也会产生对抗生素的耐药性，目前对于去除水中抗生素的技术普遍不足，因此，制备一种吸附速度快、吸附容量高、使用pH范围广的新型吸附剂是十分有必要的。

埃洛石纳米管是一种由铝硅酸盐矿物表面风化产生的空心管状结构高岭石粘土，是典型的风化作用的产物。其化学结构为Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O(n＝0或2)，相邻的氧化铝层和二氧化硅层及其水化水导致堆积无序，有助于纳米管弯曲和卷起形成多层膜，由于埃洛石纳米管的内表面和外表面分别由Al-OH基和Si-O-Si基组成，它们在内表面和外表面上具有不同的内/外表面化学性质，为埃洛石纳米管的改性提供了丰富的的位点，与碳纳米管相比，埃洛石纳米管价格低廉，用埃洛石纳米管用作吸附剂去除环境中的抗生素残留可以有效降低成本，埃洛石除了价格便宜以外，还具有高吸附能力，较高的长径比，其自身机械强度高，同时热稳定性好，埃洛石纳米管生物相容性非常好，具有非常小的细胞毒性和高的体内安全性。

现有选用3-氨丙基三乙氧基硅烷对埃洛石纳米管进行表面改性，改性后的埃洛石纳米管由于分子末端氨基短链的存在，在酸性条件下可转化为正电，带负电的氧化石墨烯纳米片以静电相互作用复合得到AP埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合物，将复合物还原后用于水中罗丹明B的去除，采用静电相互作用得到复合材料结构不太稳定，且通过静电吸附的方式得到的复合材料只能在酸性及中性介质中使用，使得使用受到限制，不利于广泛使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备改性埃洛石纳米管：向100mL的甲苯中加入4.9-5.1g的埃洛石纳米管和4.9-5.1mL的3-氯丙基三甲氧基硅烷，在磁力搅拌器中，在110-120℃下冷凝回流7.5-8.5h，冷却，过滤，然后用甲苯洗涤除去多余的3-氯丙基三甲氧基硅烷，再用乙醇洗涤，最终产物进行干燥，得到氯化改性的埃洛石纳米管；

(2)制备改性氧化石墨烯：向100mL乙醇中加入0.9-1.1g氧化石墨烯，超声处理8-12min，再向其中加入19-21mL乙二胺，继续超声处理28-32min，最后再加入0.9-1.1g二环己基碳二亚胺，在80℃下反应12h，产物过滤，用乙醇反复洗涤，生成物进行干燥，得到改性后的氧化石墨烯；

(3)制备埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料：将改性后的埃洛石纳米管和改性后的氧化石墨烯投入100mL乙醇中，超声处理28-32min后，在80℃下反应12h，冷却后过滤，产物用乙醇进行反复洗涤，所得产物进行干燥，得到埃洛石纳米管/氧化石墨烯复合材料产物。

优选地，在步骤(1)中，将冷却后的混合物采用砂芯漏斗进行过滤。