[发明专利]一种吸附材料、制备方法及吸附水中弱酸性艳蓝G的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附材料、制备方法及吸附水中弱酸性艳蓝G的方法，属于环境保护和水质净化领域。

背景技术

化学工业的发展使得工业废水在不断地增加，染料废水是主要的有害工业废水之一。弱酸性艳蓝G(360％)具有鲜艳的色光(属于三芳甲烷类染料)，染色、印花常用染料之一。但该类染料长期接触容易失明、致癌的后果，对水生生物有很大的毒性，在水环境中会造成长期不利的影响。目前，去除水中弱酸性艳蓝G的方法主要有，吸附法、化学沉淀、离子交换法等。吸附以其简单、方便、原料易得受到大家的亲睐。寻找吸附快、绿色环保、价格稳定、总使用成本低，清洁干爽的吸附材料成了开发新一代绿色环保吸附产品的关键。

迄今为止，常见的吸附染料的材料有粉煤灰、粘土、活性炭、水滑石、碳纳米管等等。经证实，碳纳米管的吸附染料的效率最高可达88.5％，吸附量可达30mg/g；而水滑石HT的最大吸附容量为55.4mg/g，去除率达到90％，吸附平衡时间12h。前者碳纳米管造价高，且吸附后会造成二次污染；后者吸附容量虽大，但是吸附平衡时间过长。寻找吸附容量大，吸附速率快，价格低，吸附后污染的吸附剂是当务之急。

2004年，英国曼物理学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。此后发现其在电子运输，导电，机械特性等方面表现出超高的性能。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，氧化后的石墨烯表面具有大量的含氧官能团，这都预示着多层氧化石墨烯溶液的良好吸附性。该多层氧化石墨烯溶液材料的应用在很多领域，但染料污染处理方面未见报道。基于这一现象，我们发明了一种高效的多层氧化石墨烯溶液烯吸附剂，具有绿色环保、高效、吸附速度快、吸附容量大的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附快、绿色环保、价格稳定、总使用成本低，清洁干爽的吸附材料。

本发明的一种吸附材料，包括均匀混合的多层氧化石墨烯和绿矾，两者的质量百分比为25.1-751∶16.025-48.075。

优选的是：多层氧化石墨烯溶液的制备方法为：

1)取0.6g膨胀石墨粉和3g高锰酸钾，然后加入30ml浓硫酸，0℃放置1.5h；

2)然后将溶液于100℃加热，氧化石墨和高锰酸钾发生氧化反应，2小时后，取出，冷却；

3)产物导入水中搅拌稀释，并加入双氧水，使得多余的高锰酸钾由紫色变为无色，发生还原反应，直至悬浮液变成金黄色，金黄色悬浮片为多层氧化石墨烯。

优选的是：多层氧化石墨烯BET参数为200-400m²/g，横向尺寸1-10μm，厚度为1-5nm。

本发明还提供了一种制备上述吸附材料的方法，其步骤为：将质量为0.0251～0.751g的绿矾溶于水，形成水溶液，将质量分数为3.205g/L的多层氧化石墨烯5-15ml加入溶液中，用超声振荡40～50min混合均匀，形成悬浮液。

本发明利用上述吸附材料吸附水中弱酸性艳蓝G的方法，其步骤为：

1)准备染料弱酸性艳蓝G的溶液，浓度为50～325mg/L；

2)将吸附材料加入上述溶液中，水浴震荡20min-10h；

3)反应结束后，取混合液体离心，离心后取上清液过0.22nm滤膜后测吸光度，于紫外可见光分光光度计584nm下；据工作曲线计算得吸附后浓度、去除率、吸附量。

优选的是：所述的离心条件为4000r/min下离心10-60min。

优选的是：所述的水浴振荡温度为25℃，转速为50r/min。

优选的是：所述的水浴震荡时间为180min。

本发明的优势在于：

1)所用的多层氧化石墨烯溶液通过水热合成法而得，官能团多，棕黄色的溶液分散性良好，比表面积巨大，羟基、羧基和环氧官能团多，吸附容量大。

2)所用的原料为可膨胀石墨，成本低廉，绿色环保、价格稳定、总成本低、清洁干爽。

3)多层氧化石墨烯溶液的吸附作用配合绿矾的絮凝效果后，达到了快速净化水中弱酸性艳蓝G的目的，吸附效率比多层氧化石墨烯溶液吸附提高5倍以上，是碳纳米管吸附效率的60倍以上，是水滑石吸附效率的40倍。

4)方法绿色环保、价格稳定、总使用成本低，吸附过程操作简便，多弱酸性艳蓝G的吸附速率快、去除率高、吸附量大。

附图说明

图1为多层氧化石墨烯的XRD衍射谱图；

图2为多层氧化石墨烯的XPS分峰图；