申请日2016.07.29
公开(公告)日2016.12.21
IPC分类号C01B31/04; B01J20/20; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/20
摘要
本发明涉及胺基石墨烯污水处理剂的合成方法，属无机材料合成领域。通过下述步骤实现：(1)将含氯石墨烯、缚酸剂与溶剂混合，超声反应。(2)加入含胺基物质，在10‑‑‑200℃温度下反应。(3)调节pH值6.5‑7.5，过滤，洗涤，将滤饼烘干，得到胺基石墨烯。该方法避免了片层的过度堆积，克服了石墨烯比表面积小等缺陷，合成出的胺基石墨烯品质好，胺基石墨烯比表面积达到680平方米/克以上。由于引入碱性基团胺基，拓宽了吸附质的种类，可用于污水处理、能源、材料和生物医药等领域，也可用做药物的载体等，具有很好的应用前景。
权利要求书
1.一种胺基石墨烯水处理剂的合成方法，其特征在于，通过下述步骤实现：
(1)将含氯石墨烯、缚酸剂与溶剂混合，超声反应;
(2)加入含胺基物质，在10---200℃温度下反应;
(3)调节pH值6.5-7.5，过滤，洗涤，将滤饼烘干，得到胺基石墨烯;
所述缚酸剂为碳酸钠，碳酸钾，三乙胺等，缚酸剂其中一种或多种;
所述溶剂为水、乙腈、四氢呋喃;
所述含胺基物质是氨水，乙二胺，甘氨酸，α-丙氨酸， β-丙氨酸，缬氨酸。
2.如权利要求1所述的胺基石墨烯水处理剂的合成方法，其特征在于，
含氯石墨烯与含胺基物质的质量比=0.001~30：1;
含氯石墨烯与缚酸剂的质量比=0.01~10：1。
3.如权利要求1所述的胺基石墨烯水处理剂的合成方法，其特征在于，
步骤(2)中，反应温度优选100--200℃。
说明书
一种胺基石墨烯污水处理剂的合成方法
技术领域
本发明涉及胺基石墨烯的合成方法，属无机材料合成领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展，冶金、机械制造、化工、电子等领域的生产过程产生不少重金属废水，容易造成重金属污染，重金属污染严重影响人们的身体健康。
目前，除去重金属的有效分离工艺有沉淀、离子交换、电化学处理、膜技术、蒸发凝固等，但这些技术的应用受工艺和经济的限制，难以推广。吸附法具有高效、节能、可循环、利用、环保等特点，需要不断合成新吸附剂来满足处理污水的需求。
石墨烯具有高比表面积，可以成为重金属的吸附剂。另外，石墨烯和氧化石墨烯含有丰富的含氧官能团，如羟基、羧基、羰基和醚键等。这些基团具有一定的络合作用，使石墨烯(氧化石墨烯)有一定吸附作用，但是这些官能团还是有一定局限性。在石墨烯中引入氨基，可以增强其吸附性和拓宽吸附质的种类，同时能使石墨烯在聚合材料和生物医药等领域具有更大的应用前景。
目前，含氟石墨烯和含氯石墨烯已有报道，但是其应用和性质报道较少。含氟石墨烯和含氯石墨烯是重要的中间体，可以制备多种石墨烯材料。
石墨烯类处理剂的合成还存在一些不足，如产量小，合成条件苛刻、合成困难，处理能力低等。将含氯石墨烯与含胺基的物质反应，在石墨烯中引入胺基提高处理能力、增加反应位点，目前还没有见类似报道。
发明内容
本发明要解决的问题是，提高石墨烯的吸附性能，从而提高石墨烯类处理剂处理重金属污染的能力。在石墨烯中引入氨基和其它基团提高石墨烯与金属离子的结合能力。为此，提供一种合成胺基石墨烯的方法。
为实现本发明目的，本发明技术方案主要包括下述步骤：
(1)将含氯石墨烯、缚酸剂与溶剂混合，超声反应。
(2)加入含胺基物质，在10---200℃温度下反应。
(3)调节pH值6.5-7.5，过滤，洗涤，将滤饼烘干，得到胺基石墨烯。
所述缚酸剂为碳酸钠，碳酸钾，三乙胺等，缚酸剂可以是一种或多种物质的混合物。
含氯石墨烯与缚酸剂的质量比=0.01~10：1。
所述溶剂为水、乙腈、四氢呋喃等。
所述含胺基物质是氨(NH3)或伯胺，如氨水，乙二胺，甘氨酸，α-丙氨酸， β-丙氨酸，缬氨酸等。
含氯石墨烯与含胺基物质的质量比=0.001~30：1。
步骤(2)中，反应温度优选100---200℃。反应时间优选0.1~48小时。
本发明优点在于：该方法在合成胺基石墨烯过程中，避免了片层的过度堆积，克服了石墨烯比表面积小等缺陷，合成出的胺基石墨烯品质好，胺基石墨烯比表面积达到680平方米/克以上，且产率高，达93%以上。由于引入碱性基团胺基，拓宽了吸附质的种类，可用于污水处理、能源、材料和生物医药等领域，也可用做其它化合物(如药物)的载体等，具有很好的应用前景。