[发明专利]一种用于污水处理的复合气凝胶的制备方法

说明书

一种用于污水处理的复合气凝胶的制备方法，属于污水处理材料技术领域。将步骤四中获得的溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的高压釜中，在100—160ºC下保持8—14 h；反应结束后，将所得的黑色产物经过数次洗涤以洗去多余未反应的组分和杂质，并将产物进行冷冻干燥即可得到复合气凝胶。通过水热反应，改变交联剂即可改善所得气凝胶产物的亲疏水性，该制备工艺极其简单、且成本较低。

技术领域

本发明属于污水处理材料技术领域，具体涉及一种用于污水处理的复合气凝胶的制备方法。

背景技术

气凝胶是由互穿的微孔和中孔组成的三维（3D）网络。其中，基于还原氧化石墨烯（RGO）的气凝胶由于其独特的特性（包括低密度，高表面积和大的开孔）以及从RGO构造单元转换而来的独特特性而受到了广泛的关注，这使其在各种应用中具有吸引力。在合成过程中，使用的交联剂有很多，诸如水溶性聚合物、金属离子、DNA等，它们通过物理或化学相互作用促进基于RGO的水凝胶和气凝胶的自组装。

材料的表面润湿性在催化、吸附、水处理等众多领域起着很重要的作用。气凝胶被亲切地称为“超级海绵”，因为其表面有成百上千万的小孔，所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。现有技术中，关于调控其表面润湿性，往往很难做到可控的调节，其润湿性很多都只在亲水或者疏水范畴内调节，再或者由于制备工艺较为复杂，不利于工业化的生产应用。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种用于污水处理的复合气凝胶的制备方法。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种用于污水处理的复合气凝胶的制备方法，按照下述步骤依次进行：

步骤一：将一定量的BiCl₃溶于乙二醇中，形成均匀的淡黄色溶液后，将该溶液在180 ºC下干燥，除去溶剂，得到氯氧化铋的溶胶备用；

步骤二：称取一定质量的氧化石墨烯，使其溶解于去离子水中，并进行超声处理得到分散均匀的悬浊液；

步骤三：将步骤一中的氯氧化铋溶胶与步骤二中的悬浊液进行混合，并在室温下进行搅拌处理；

步骤四：称取一定质量的交联剂加入到步骤三中的混合体系中，继续搅拌使其形成均匀溶液；

步骤五：将步骤四中获得的溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的高压釜中，在100—160ºC下保持8—14 h；

步骤六：反应结束后，将所得的黑色产物经过数次洗涤以洗去多余未反应的组分和杂质，并将产物进行冷冻干燥即可得到复合气凝胶。

作为本发明的进一步改进，所述的交联剂为对苯二甲酸，步骤六中所得的复合气凝胶为疏水性氯氧化铋复合气凝胶，标记为BOC@ GA。

作为本发明的进一步改进，所述的交联剂为2-氨基对苯二甲酸，步骤六中所得的复合气凝胶为亲水性氯氧化铋复合气凝胶，标记为BOC@ GA-NH₂。

作为本发明的进一步改进，步骤一中的所述的BiCl3的质量为1g—3g，乙二醇的质量为3g—180g。

作为本发明的进一步改进，步骤二中的氧化石墨烯和去离子水的质量比为1：1000—1：2000。

作为本发明的进一步改进，对苯二甲酸和2-氨基对苯二甲酸的质量均为20mg—40mg。

作为本发明的进一步改进，步骤六中所述的冷冻干燥的温度为-50℃—-30℃，干燥时间为12h—36h。

作为本发明的进一步改进，步骤六中所述的洗涤的次数为五次以上。

本发明所具有的有益效果是：