[发明专利]一种磁性石墨烯胶原复合吸附材料及其制备方法

摘要

一种磁性石墨烯胶原复合吸附材料的制备及其应用，该材料以石墨烯为吸附主功能组元，纳米Fe₃O₄粒子为磁性功能组元，胶原作为吸附组元和磁性组元的载体。利用交联反应实现胶原基体材料表面负载磁性纳米粒子和石墨烯材料的固化。该复合材料对阴离子染料有很好的吸附能力，石墨烯与胶原的复合可以解决石墨烯在去除水体污染物时容易发生团聚的缺陷，并且磁性纳米粒子的添加可以使复合材料更容易分离回收。

主权项

1.一种磁性石墨烯胶原复合吸附材料的制备方法，该材料是一多组元有机复合材料体系，包括：承担吸附功能的氧化石墨烯组元，提供磁性的Fe₃O₄纳米粒子组元，用于负载磁性纳米粒子、以及交联固化氧化石墨烯的胶原组元；磁性纳米粒子与胶原的质量比例范围是1:1—4:1，氧化石墨烯与胶原的质量比例范围是1:1—3:1；其特征在于包括如下步骤：步骤1、将磁性Fe₃O₄纳米粒子均匀分散在水中，同时加入适量聚乙烯亚胺搅拌分散1‑2h形成功能化的磁性纳米粒子分散体系A；步骤2、将氧化石墨烯材料均匀分散在水中，同时加入氨基硫脲搅拌分散1‑2h形成功能化的氧化石墨烯分散体系B；步骤3、将适量胶原纤维溶解于一定浓度的醋酸溶液中形成胶原溶液，向胶原溶液中加入磁性纳米粒子分散体系A和氧化石墨烯分散体系B搅拌2‑4h，在搅拌状态下缓慢加入戊二醛后继续搅拌4‑6h，得到的混合物质用蒸馏水反复洗涤后离心分离，得到的黑色固体用冷冻机冷冻干燥24h，最终得到Fe₃O₄/胶原/氧化石墨烯复合材料；所述的步骤1中，磁性Fe₃O₄纳米粒子采用氯化亚铁和三氯化铁的混合物利用沉淀法制备，沉淀产物超声分散在水中，加入体积比10‑30%的聚乙烯亚胺进行胺基功能化；所述的步骤2中，氧化石墨烯是采用改进的Hummers法制备的氧化石墨烯，以石墨粉为原料，用浓硫酸和高锰酸钾氧化冰水浴制备，冷冻干燥；氧化石墨烯超声分散在水中，加入质量体积比2%‑5%的氨基硫脲进行功能化；所述的步骤3中，醋酸溶液的浓度为0.1‑0.5mol/L；所述的步骤3中，胶原溶液的浓度为10‑15g/L，胶原溶液与分散体系B的体积比为4：1，分散体系A与分散体系B的体积比为1：1‑1.3：1；所述的步骤3中，戊二醛与反应混合液体积比为1：30—1：15。