[发明专利]含多氨基三维石墨烯的多孔气凝胶在污水处理中作为金属离子吸附剂的应用

权利要求书

1.含多氨基三维石墨烯的多孔气凝胶在污水处理中作为金属离子吸附剂的应用，其特征在于：所述含多氨基三维石墨烯的多孔气凝胶的制备方法包括以下步骤：

(1)将水溶性可聚单体，引发剂和交联剂溶于水，得到水相反应液；所述水溶性可聚单体为丙烯酰胺和海藻酸钠，丙烯酰胺和海藻酸钠的摩尔比为1:(3.2-3.3)；水溶性可聚单体、引发剂和交联剂的质量比为95-105:0.05-0.15:0.4-0.8；

(2)将含羟基的氧化石墨烯和含羟基的单层薄壁碳纳米管分散于所述水相反应液中；所述含羟基的氧化石墨烯、含羟基的单层薄壁碳纳米管和水相反应液的质量比为1:(0.5-1.5):（1650-1700）；

(3)将所述步骤(2)所得物料注入模具中，在50~70℃下自由基聚合4～5h，得到水凝胶；

(4)将所述水凝胶在-50～-40℃、0-13Pa下冷冻干燥，得到含三维石墨烯的多孔气凝胶；

(5)将多氨基化合物与丙烯酸甲酯的甲醇溶液在惰性气体保护下混合，先进行迈克尔加成反应，再进行缩聚反应，得到多氨基超支化聚合物；所述多氨基化合物与丙烯酸甲酯的摩尔量比为（0.8-1.2）:1；所述多氨基化合物为二乙烯三胺或乙二胺或三乙烯四胺；

(6)将所述含三维石墨烯的多孔气凝胶与所述多氨基超支化聚合物混合于含有二环己基碳二亚胺和4-二甲胺基吡啶的四氢呋喃溶液中，超声分散后将体系转入具有氮气鼓泡、搅拌和冷凝回流的反应容器中，在惰性气体保护、50～60℃下接枝反应5～6h，得到含多氨基三维石墨烯的多孔气凝胶；所述含三维石墨烯的多孔气凝胶、多氨基超支化聚合物的质量比为1:（10-30）。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述交联剂为N-N’亚甲基双丙烯酰胺；

所述引发剂为过硫酸铵。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(3)中，所述水凝胶的厚度为0.2~50mm。

4.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(3)中，所述自由基聚合为热引发聚合，引发剂为过硫酸铵。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(5)中，

所述迈克尔加成反应的温度为20～30℃，反应时间为4～6h。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(5)中，

所述缩聚反应的温度为90～100℃，时间为6～7h。

7.如权利要求1或6所述的应用，其特征在于：步骤(5)中，对缩聚反应得到的产物经过旋转蒸发得到多氨基超支化聚合物，所述旋转蒸发的温度为35～40℃。

8.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(6)中，在接枝反应结束后，对所得产物依次进行洗涤和干燥。