[发明专利]一种rGO-ZVI纳米复合材料、应用及检测设备

说明书

本发明涉及一种rGO‑ZVI纳米复合材料、应用及检测设备。rGO‑ZVI纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：将氧化石墨烯粉末溶于去离子水中，经过超声分散后得到混合液一；将茶多酚加入到混合液一中并充分搅拌得到混合液二；将硫酸亚铁加入到混合液二中搅拌一定时间后得到混合液三；将茶多酚加入到去离子水中均匀搅拌后得到混合液四；最后将混合液四加入到混合液三，搅拌一定时间后得到混合液五，并将混合液五依次进行洗涤和干燥处理，制得rGO‑ZVI纳米复合材料。本发明的rGO‑ZVI纳米复合材料采用绿色路线制得，茶多酚同时作为零价铁的还原剂和封闭剂，在还原氧化石墨烯骨架上制备了分散性能良好的纳米零价铁，减少了零价铁的自聚集现象，拓展了其在水污染检测中的应用。

技术领域

本发明涉及水污染检测，特别是涉及一种rGO-ZVI纳米复合材料、应用及检测设备。

背景技术

随着社会工业的加速发展，环境的污染日益严峻，其中重金属的污染尤为突出，电镀、采矿、造纸等行业所排放的工业废水是重金属离子污染的主要原因之一。常见的重金属离子包括汞、铅、镉、铬等，它们可以在浓度很低的情况下对人体造成严重破坏。由于重金属离子无法被环境自然降解，使得产生的重金属离子易在鱼类、藻类以及植物体中积累，最终通过食物链到达人体，破坏人体的各项器官和神经中枢。因此，需要一种快速、简捷、高效的方法检测水体中的重金属离子的浓度。传统的重金属离子的检测方法包括高效液相色谱法、比色检测法和原子吸收光谱法等，尽管这些方法能够准确的检测出水体中重金属离子的含量，但是这些方法往往面临着设备昂贵、操作复杂等问题，并不适合现场原位检测。

方波阳极溶出伏安法用于检测水环境中的重金属离子(如汞离子等)，是一种常见的电化学检测方法，它具有操作简单、易于携带、低检测限和高灵敏度等优点，被认为是传统检测方法的有效替代方法。在溶出伏安法的检测中，首先需要对电极表面进行材料修饰处理，为电极表面提供较大的比表面积和独特的表面性质。一般来说，贵金属材料修饰的电极的性能较佳，因为这些贵金属材料(包括金、钯、铂等)可以在电极表面形成大量的有效活性位点，极大提升电极的电化学响应能力。但是，这些贵金属材料往往面临着高昂的成本等难题。

零价铁是一种高催化活性、低成本、无毒的纳米材料，常用于对水环境中重金属离子的检测和吸附，但是其在外界环境中容易被氧化和团聚，在实际使用中面临着诸多限制。这进一步限制了其在水污染检测领域中的应用。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中，零价铁在外界环境中容易被氧化和团聚，从而导致其在水污染检测领域中存在限制的技术问题，本发明提供一种rGO-ZVI纳米复合材料、应用及检测设备。

本发明提供一种rGO-ZVI纳米复合材料，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照质量份数比，分别准备5份的氧化石墨烯粉末、10份的茶多酚、2000份的去离子水以及69.5份的硫酸亚铁。

(2)取5份的氧化石墨烯粉末加入到1000份的去离子水中，经超声分散20min后得到混合液一，备用。

(3)取5份的茶多酚加入到保持搅拌的混合液一中，充分反应后得到混合液二，备用。

(4)取69.5份的硫酸亚铁加入到混合液二中，搅拌1h，得到混合液三，备用。

(5)取5份的茶多酚加入到1000份的去离子水中，均匀搅拌后得到混合液四，备用。

(6)将混合液四加入到混合液三中，搅拌24h，形成混合液五。

(7)将混合液五依次进行洗涤和干燥处理，制得rGO-ZVI纳米复合材料。

在其中一个实施例中，步骤(1)中，利用Hummers方法制备氧化石墨烯，经过真空干燥处理后得到氧化石墨烯粉末。