[发明专利]一种氧化石墨烯基镉离子印迹聚合物的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种氧化石墨烯基镉离子印迹聚合物的制备方法及应用，属环境功能材料制备和水处理新技术领域，本发明中以氧化石墨烯为基体，Cd(II)为模板，甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，使用S,S’‑二(α,α’‑二甲基‑α’’‑乙酸)三硫代碳酸酯（BDAT）作为RAFT助剂，在微乳液中通过可逆加成‑断裂链转移聚合反应（RAFT聚合），制备了一种以氧化石墨烯为基材的镉离子印迹聚合物复合材料吸附剂，考察了其对Cd(II)的吸附性能；该吸附剂对Cd(II)具有高度的选择性，吸附容量大，并且可通过控制反应物的配比使聚合反应过程可控，操作简单，在污水处理等环境领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种氧化石墨烯基镉离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1） 氧化石墨烯的制备：在250mL的烧杯中，加入98%浓硫酸，置于冰水浴；然后，在搅拌的条件下，加入胶体石墨粉和硝酸钠；再在强烈的搅拌下，缓慢加入高锰酸钾，反应中保持温度低于20℃；然后移除冰水浴，将温度升高到35℃，持续反应30min；在搅拌条件下，缓慢加入去离子水，并升温至98℃，溶液呈现棕色，反应15min；然后加入60℃的热去离子水和30%的双氧水，直至反应结束溶液呈棕黄色；最后通过离心，先用5%的盐酸洗至无硫酸根，再用去离子水洗至中性，最后通过超声处理，烘干即可制得氧化石墨烯；（2）氧化石墨烯基镉离子印迹聚合物的制备：在100mL三口烧瓶中，加入去离子水、四水合硝酸镉、十六烷基三甲基溴化铵、氧化石墨烯，超声使其分散均匀，室温下搅拌形成水相组成；在小烧杯中，加入甲基丙烯酸甲酯和RAFT助剂，分散均匀形成油相组成；通过滴液漏斗逐滴把油相加入水相中，滴完后室温下搅拌；随后通氮气并升温，加入偶氮二异丁腈，密封反应；反应结束后，依次用水、甲醇洗涤数次，真空干燥，即可得氧化石墨烯基镉离子印迹聚合物；步骤（2）中所述水相组成中四水合硝酸镉、十六烷基三甲基溴化铵和氧化石墨烯的比例为1.23~1.85g：2.83~4.24g：50mg；步骤（2）中所述油相组成中甲基丙烯酸甲酯和RAFT助剂的摩尔比为20：0.04~0.24；所述RAFT助剂为S,S’‑二(α,α’‑二甲基‑α’’‑乙酸)三硫代碳酸酯。