[发明专利]一种纳米氧化铝-氧化石墨烯复合絮凝材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种纳米氧化铝‑氧化石墨烯复合絮凝材料及制备方法，将改进Hummers法所制备的氧化石墨烯和纳米氧化铝分别在去离子水中超声分散40min后混合，加入表面活性剂再混合，70℃下恒温水浴加热搅拌，即得纳米氧化铝‑氧化石墨烯复合絮凝材料。该絮凝材料用于电凝聚法同步高效去除水环境中的微塑料和重金属机理研究，结合水环境中微塑料体积小、比表面积大、吸附能力强等特点和其与水环境中重金属污染物的作用机制，从而大幅提高水环境中微塑料和重金属同步高效去除效率。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，涉及一种纳米氧化铝-氧化石墨烯复合絮凝材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的变革，纺织、塑料、采矿、电镀、冶金等现代工业的快速发展给环境带来了严重的重金属污染。现如今，重金属污染造成的一系列严重环境问题已经引起了全世界的关注。重金属污染水体的修复方法有很多，包括物理、化学和生物方法在内等多种方法。然而，这些技术中的大多数在实际过程中可能会产生有害副产品或存在处理成本高等问题。

微塑料是最近研究较多的新兴污染物，具有尺寸较小、肉眼不易察觉等特点，容易通过水环境进入生物链进而进入生物体或人体内。微塑料进入水环境的方式及其多样，瓶装水、农业用地膜或化妆品等均是微塑料的载体。如何实现微塑料的有效去除已经成为环境领域关注的焦点之一，也是维持水生态文明的重要保障。

目前，对于微塑料的研究大多数还处在微塑料的污染现状、污染特征、分布特征、对生物的影响等方面，关于微塑料去除净化的研究还比较少；现有的一些普通方法有的效率太低，还有的限制因素太多；现有的一些先进废水三级处理技术，如动态膜、溶气浮选法等虽然能高效去除微塑料，有的去除率可达95%以上，但是这些方法大都比较昂贵；因此这些方法都不适合大规模推广使用。

纳米氧化铝材料具有疏松多孔的结构对水环境中重金属元素具有较强的吸附特性，氧化石墨烯作为一种优良的絮凝剂可以增强电凝聚法对水环境处理的效果。

因此，分析微塑料对重金属的吸附过程和机制，从而揭示水体中这两类污染物的扩散和相互作用机制。并根据微塑料对重金属的吸附机制，提出微塑料和重金属的同步去除方法，以实现水体中吸附重金属后的微塑料去除和转移过程，再利用辅助材料增强去除效率，从而有效实现两种污染物的同步治理意义斐然。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种纳米氧化铝-氧化石墨烯复合絮凝材料（NA-GO复合絮凝材料），该絮凝材料用于电凝聚法同步高效去除水环境中的微塑料和重金属机理研究，结合水环境中微塑料体积小、比表面积大、吸附能力强等特点和其与水环境中重金属污染物的作用机制，从而大幅提高水环境中微塑料和重金属同步高效去除效率。

本发明还提供该复合絮凝材料的制备方法，该絮凝材料的制备操作简单环保、过程可控、成本低，该制备方法得到的絮凝材料对去除水环境中的微塑料和重金属污染物具有很好的辅助效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种纳米氧化铝-氧化石墨烯复合絮凝材料的制备方法，具体为：

将改进Hummers法所制备的氧化石墨烯和纳米氧化铝分别在去离子水中超声分散40min后混合，加入表面活性剂再混合，70℃下恒温水浴加热搅拌，即得纳米氧化铝-氧化石墨烯复合絮凝材料。

进一步，所述氧化石墨烯和纳米氧化铝的质量比为1:1～1:10。

进一步，所述表面活性剂为：十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、季铵化物、烷基葡糖苷（APG），脂肪酸甘油酯、曲拉通。