[发明专利]一种石墨烯水凝胶制备方法及应用

说明书

本申请属于电化学检测技术领域，特别是涉及一种石墨烯水凝胶制备方法及应用。目前传统重金属离子检测方案存在价格昂贵，操作复杂等缺点。本申请提供了一种石墨烯水凝胶制备方法，包括将氧化石墨烯溶解于蒸馏水，室温下搅拌使其充分溶解；加入抗坏血酸，并继续在室温下搅拌超声分散；将多巴胺固体样品溶解于三羟甲基氨基甲烷溶液中震荡，得到缓冲溶液；将缓冲溶液倒入，室温下搅拌并超声分散，并对容器进行密封；将所述容器放入恒温箱中保温处理；对溶液进行过滤后蒸掉凝胶中的水分，得到石墨烯水凝胶。原料普通易得，对环境友好，成本低廉，制备条件温和、安全，能耗相对较低，以及制备时间短。

技术领域

本申请属于电化学检测技术领域，特别是涉及一种石墨烯水凝胶制备方法及应用。

背景技术

氧化石墨烯(GO)具有较大的比表面积，层间含有大量的羟基和羧基酸性活性基团，而多羧基、富含氧官能团的结构能有效吸附重金属离子。然而，氧化石墨烯大多未加修饰改性直接作为吸附剂，其片状结构容易堆积团聚，这使其降低吸附效率，很大程度上限制了吸附方面的应用。石墨烯凝胶将氧化石墨烯组装成宏观的三维介孔材料，在一定程度上阻止了氧化石墨烯堆积，为其吸附方面的应用提供了可能性。

多巴胺(DA)是一种含有邻苯二酚和氨基官能团的独特模仿黏附蛋白分子，由于含有的这些官能团可以与金属离子很好的结合，因此在重金属离子的去除方面有较好的应用。

随着现代工业的快速发展，由重金属离子造成的污染越来越严重。铜作为重金属元素之一，在许多生命过程中都是不可或缺的。然而，与其他重金属元素一样铜离子可以通过食物和饮水在生物体内富集不易降解。日积月累，就会对人体或环境带来及其严重的危害。目前传统重金属离子检测方案存在价格昂贵，操作复杂等缺点。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于目前传统重金属离子检测方案存在价格昂贵，操作复杂等缺点的问题，本申请提供了一种石墨烯水凝胶制备方法及应用。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种石墨烯水凝胶制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1)：将氧化石墨烯溶解于蒸馏水，室温下搅拌5～10分钟使其充分溶解，得到均匀的混合溶液；

步骤2)：在所述混合溶液中加入抗坏血酸，并继续在室温下搅拌5～10分钟，超声分散5～10分钟，得到还原氧化石墨烯溶液；

步骤3)：将多巴胺固体样品溶解于三羟甲基氨基甲烷溶液中震荡，得到缓冲溶液；

步骤4)：将所述缓冲溶液倒入所述还原氧化石墨烯溶液中，室温下搅拌5～10分钟并超声分散5～10分钟，并对容器进行密封；

步骤5)：将所述容器放入恒温箱中在75～80℃保温处理8～10小时；

步骤6)：对步骤5)中的溶液进行过滤后蒸掉凝胶中的水分，得到石墨烯水凝胶。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中所述氧化石墨烯采用Hummers法制得。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中所述氧化石墨烯与所述蒸馏水的质量体积比为(2～2.5)：1。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤2)中所述抗坏血酸与所述氧化石墨烯的质量比为(4～5)：1。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤3)中所述三羟甲基氨基甲烷溶液浓度为0.1mol/L。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤3)中所述多巴胺与所述缓冲溶液的质量体积比为2：1；所述蒸馏水与所述缓冲溶液的体积比为5：1。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤5)中所述恒温箱为鼓风干燥箱。