[发明专利]一步法合成的掺氮石墨烯气凝胶应用于电吸附水中重金属离子锌

摘要

本发明涉及将一步法合成的掺氮电吸附石墨烯气凝胶应用于水中重金属锌离子，包括以下步骤：制备掺氮石墨烯气凝胶、制备掺氮石墨烯气凝胶纸电极、通过调控电极上的电压对水中重金属离子进行吸附和脱附。本发明的有益效果是：掺氮石墨烯气凝胶的制备方法简便易行，制备过程环保无污染，以这材料修饰的电极对于水中重金属离子的吸附效率高、速度快、操作简便，材料的循环使用性能与以往材料相比有大幅提升。

主权项

将一步法合成的掺氮石墨烯气凝胶应用于电吸附水中重金属离子锌，其特征在于：步骤如下：a、制备掺氮石墨烯气凝胶：将氧化石墨烯超声分散于去离子水中，超声10～30min使其分散均匀。待其分散均匀后加入尿素，机械搅拌15min。将混合液倒入水热反应釜置于马弗炉中加热至180℃反应12h。反应结束后将产物沉浸于蒸馏水中2～3天，冷冻干燥，得到掺氮石墨烯气凝胶材料；b、制备掺氮石墨烯水凝胶纸电极：将步骤a制得的掺氮石墨烯气凝胶与预先配制的聚乙烯醇溶液混合，形成糊状的分散液，移取0.1～0.4mL的分散液均匀涂抹于硬纸片上，干燥，得到掺氮石墨烯气凝胶纸电极；c、电化学法去除水中重金属离子：配制重金属离子溶液，量取重金属离子溶液置于电吸附容器中，将步骤b中制得的掺氮石墨烯气凝胶纸电极进行电吸附实验。电吸附重金属离子实验采用三电极体系，以纸电极为工作电极，铂片电极为对电极，甘汞电极为参比电极。同时使用电导率仪实时监测溶液电导率的变化，当电导率保持不变时，即掺氮石墨烯气凝胶纸电极吸附达到平衡；d、脱附再生使用后的电极：对于达到吸附饱和的掺氮石墨烯气凝胶纸电极，撤去电极上的电压后，溶液的电导率恢复至接近初始值，实现电极的脱附再生。