[发明专利]一种氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及污水治理技术领域，且公开了一种氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂，将氧化石墨烯与壳聚糖混合，两者表面的官能团通过静电作用及氢键结合，添加戊二醛，通过醛基与壳聚糖中的氨基反应增强氧化石墨烯和壳聚糖的交联，避免复合材料吸附剂在吸附结束后难于与溶液分离，相对于单一的氧化石墨烯或壳聚糖，该氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂对Cr(VI)的吸附性能显著增强，能够实现对污水中重金属离子Cr(VI)的去除，具备优异的吸附作用，同时其可回收性降低了吸附剂成本。

技术领域

本发明涉及污水治理技术领域，更具体的说，是涉及一种氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂的制备方法。

背景技术

目前，吸附法是一种简单易行的含铬废水处理方法，吸附法处理含铬废水根据吸附的原理分为三种类型：静电吸附、范德华力吸附以及化学键吸附，吸附法成本低、操作简便、二次污染小且部分能够回收并重复利用吸附剂，因此近些年吸附法一直备受学者和环保工作者的青睐，被认为最具潜力的废水处理方法。

氧化石墨烯（GO）是一种理想的新型二维材料，具有无毒、可生物降解、机械强度和亲水性好、比表面积大、吸附速率快以及可安全环保的大规模生产等优点，这使得氧化石墨烯成为一种较为理想的吸附剂，氧化石墨烯表面丰富的含氧基团增加了其表面活性，使其易于与其他物质结合形成复合物，从而提高吸附容量，因此氧化石墨烯及其复合衍生物在环境水处理领域应用广泛。

壳聚糖（CS）是一种基本的多糖聚合物，也是唯一一种碱性天然多糖，又称脱乙酰甲壳素，是自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，也是自然界含量仅次于纤维素的可再生天然高分子资源，具有无污染、易生物降解等优点，其分子中含有的大量-NH₂和-OH可提供活性吸附点位与重金属离子形成稳定的环状螯合物，使直链的壳聚糖形成交链的高聚物，从而对金属离子具有稳定的配位作用，可作为多种重金属离子的高性能吸附剂，壳聚糖因其无毒、无害、具有生物相容性、安全性、生物可降解性，被广泛用于医药、食品、化工、化妆品、水处理等各行各业。

铬（Cr），银白色有光泽的金属，质硬而脆，耐腐蚀性强，位于元素周期表第六副族，铬元素在环境中分布广泛，是人体必需的微量元素之一，主要分布在人体的骨骼、肾上腺、皮肤、大脑和肌肉等处，通过控制调节人体的血糖平衡、降低胆固醇以及保护心血管等途径来维持人体的健康，当人体中铬元素的摄入量不足时会影响糖类及脂类的代谢等，从而引发一系列铬缺乏症，铬在还原条件下一般为三价， 三价铬活性较差、不易转移、对动植物的毒害性较小；铬在氧化条件下一般为六价，六价铬易转移、毒性大、具有较强的水溶性，在水体环境中六价铬的存在形式也会依据 pH条件的变化发生转变。

本发明将氧化石墨烯与壳聚糖复合，结合两者优点，充分利用彼此的优势，实现吸附Cr(VI)能力的提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂的制备方法，对污水中的重金属离子，如Cr(VI)等，具有很强吸附效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂的制备方法，所述氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂的制备方法方法包括以下步骤：

（1）在搅拌条件下，向三口瓶中依次加入石墨、浓硫酸、高锰酸钾、去离子水、过氧化氢，去离子水洗涤，离心至中性，超声剥离，制备得到氧化石墨烯分散液；

（2）将氧化石墨烯分散液，壳聚糖溶液室温下混合充分搅拌，加入戊二醛交联，然后用去离子水洗涤，冷冻干燥，制备得到氧化石墨烯/壳聚糖复合材料吸附剂；