[发明专利]一种协同电催化水中重金属和有机物的石墨烯基吸附剂的制备及应用

摘要

本发明公开了一种协同电催化水中重金属及有机物的石墨烯基气凝胶的制备方法及其在水处理中的应用，利用水热法将石墨烯与吡咯单体结合起来，得到聚吡咯/还原氧化石墨烯气凝胶（PGAs）。该气凝胶既具有石墨烯的多孔性又具有聚吡咯的还原性，石墨烯的多孔性及分散性可以很好的解决吡咯的过量团聚的缺点，使得材料可以充分发挥其优势。将制备的石墨烯基气凝胶放入三维电极反应体系中发挥第三粒子电极作用，用于去除六价铬（Cr(VI)）和双酚A（BPA）的混合溶液。与现有的处理技术相比，本发明具有协同去除水中高浓度、高毒性、难降解有机污染物重及金属混合废水，无二次污染的特点。

主权项

一种制备协同电催化水中重金属和有机物的石墨烯基气凝胶的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）将200 mg氧化石墨烯在100 ml超纯水中用超声波细胞破碎器超声处理10 h，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液待用；（2）将吡咯单体溶液进行减压蒸馏，对组合装置进行抽真空，用锡纸包裹整套装置，防止蒸馏出来的吡咯再次氧化，在氮气条件下100°C热水浴中蒸馏，得到新鲜吡咯单体置于冰箱中待用；（3）将适量的FeCl3·6H2O加入到10 ml去离子中超声分散至FeCl3·6H2O完全溶解待用；（4）取25 ml聚四氟乙烯内衬，加入5 ml氧化石墨烯分散液，再加入0.5 ml新鲜的吡咯单体，在超声波细胞破碎器中将混合溶液超声10 min，使两种溶液混合均匀待用；（5）将内衬放入超声波清洗仪中，再将FeCl3·6H2O溶液在超声情况下倒入内衬中，待反应稳定，将内衬盖好放入反应釜，180°C加热12 h；（6）待反应釜冷却至室温后，将反应后的产物——还原氧化石墨烯聚吡咯水凝胶用超纯水及酒精反复清洗去除杂质；（7）将净化后的水凝胶冷冻干燥24 h，得到聚吡咯/还原氧化石墨烯气凝胶（PGAs）备用。