[发明专利]纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球的制备方法和应用，方法包括利用预制的氧化石墨烯对海藻酸钠凝胶进行改性处理，并掺入纳米零价铁颗粒，通过交联固化反应，制得纳米零价铁修饰的氧化石墨烯/海藻酸钠小球；再通过热还原处理，获得纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球，该小球可应用于水中六价铬的还原修复。石墨烯的引入可有效促进纳米零价铁和污染物间的电子传递，增加小球孔隙率，提高去除效率；同时增强小球机械强度，降低其在除污过程中的破碎率，减少二次污染。进一步，本发明所涉及的热还原处理，可将包埋过程中被部分氧化的纳米零价铁颗粒重新还原，从而提高小球反应活性和处理能力。

主权项

一种纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球的制备方法，其特征在于，所述纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球的制备方法包括以下步骤：S01：在浓度为95％的H2SO4溶液中加入石墨粉和NaNO3，置于冰浴中剧烈搅拌，至溶液呈墨绿色，再加入KMnO4，保持0℃下搅拌1.5‑2.5小时后升温至35℃继续搅拌30分钟，获取混合溶液；向所述混合溶液中逐滴滴入去离子水，升温至90℃‑98℃下继续搅拌30分钟；停止加热并加入浓度为30％的H2O2溶液，继续搅拌1小时，分离、洗涤并在55℃‑65℃下真空干燥，制得氧化石墨烯材料；S02：使用步骤S01制得的所述氧化石墨烯材料配制浓度为0.25‑1.0g/L的氧化石墨烯分散液，超声30分钟后离心去除沉淀，获取氧化石墨烯提纯液；取海藻酸钠加热溶解于所述氧化石墨烯提纯液中，持续搅拌直到形成均匀混合凝胶，冷却至室温，制取氧化石墨烯改性海藻酸钠凝胶；S03：配制浓度为0.01‑0.10M的Fe(II)溶液，恒温搅拌至其完全溶解，逐滴滴加过量还原性溶液，反应30‑60分钟后分离，去离子水洗涤多次，制得纳米零价铁颗粒；S04：取步骤S03中制备的所述纳米零价铁颗粒加入至步骤S02制备的所述氧化石墨烯改性海藻酸钠凝胶中，强力搅拌均匀后静置，获取混合凝胶；吸取所述混合凝胶，滴入交联剂中并同时保持振荡，成型后在交联剂中固化12‑24小时后洗涤，制得纳米零价铁修饰的氧化石墨烯/海藻酸钠小球；S05：取步骤S04制得的所述纳米零价铁修饰的氧化石墨烯/海藻酸钠小球，浸泡于100mL去离子水中并加入还原剂，水浴1‑3小时后，再浸泡于去离子水中1‑3小时除去杂质离子，制得纳米零价铁修饰的石墨烯/海藻酸钠小球，其中，所述还原剂为氨水/水合肼、NaBH4、维生素C和还原性糖的水溶液中的一种或几种。