一種石墨烯基淨水材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-09-22 03:12:40
專利名稱：一種石墨烯基淨水材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及吸附材料領域，具體為一種石墨烯基淨水材料及其製備方法和應用，及其對染料、油類及有機溶劑的吸附性能，特別是該材料在汙水處理方面的應用。
背景技術：
石墨烯是指緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的單層碳原子，它是構建其他維數炭材料(零維富勒烯、一維納米碳管、三維石墨)的基本結構單元。由於其優異的電學、熱學和力學性能，石墨烯可望在高功能納電子器件、透明導電膜、複合材料、催化材料、儲能材料、場發射材料、氣體傳感器及氣體存儲等領域獲得廣泛應用。
近年來，水汙染已經日趨嚴重，許多問題都是由於沒有清潔的水源引起的，因此汙 水處理是當前一個亟待解決的問題。在水處理的過程中有多種方法，在這些方法中吸附由於成本低廉，能夠得到乾淨的水源，不會造成二次汙染等優勢都使其成為汙水處理中的一個很重要的方法。吸附材料是決定吸附性能的關鍵部分，吸附材料一般需具有高比表面積、化學穩定性好並且價格低廉。碳材料因為穩定性好，是吸附材料的首選，目前常用於吸附的碳材料是活性碳、碳納米管等。這些吸附材料都以粉體為主，因此收集的過程比較複雜，試圖通過石墨烯這種新型的材料來解決這些問題。目前，製備石墨烯的方法主要有機械剝離法、SiC基底表面外延生長法、化學氣相沉積法及化學剝離法。其中，化學剝離方法主要通過石墨的氧化以及後續的快速膨脹或者超聲處理等方法來獲得氧化石墨烯或部分還原的石墨烯，原料的價格低廉，這也是一種公認的可宏量製備石墨烯的有效方法。然而，由於氧化過程的參與導致製備出的石墨烯含有大量的官能團，若要去除這些官能團就需要有效的還原方法，但是氧化石墨烯在還原的過程中存在重新堆疊的問題，這嚴重地影響了石墨烯的比表面積，當然對吸附也是不利的。
發明內容
本發明的目的在於提供一種石墨烯基淨水材料及其製備方法和應用，採用本發明製備的石墨烯海綿解決了傳統吸附過程中的氧化石墨烯在還原的過程中存在重新堆疊等問題，為石墨烯在汙水處理領域的應用奠定了基礎，該三維材料對染料、油類以及有機溶劑具有良好的吸附性能及其吸附的循環性能。本發明的技術方案是一種石墨烯基淨水材料，該材料為氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構，孔徑範圍為10納米-100微米，比表面積範圍為40m2/g-600m2/g。優選地，孔徑範圍為200納米-50微米，比表面積範圍為100m2/g-500m2/g。所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，包括如下步驟(I)氧化石墨烯水溶液的製備採用不同尺寸石墨為原料，製備不同尺寸的氧化石墨烯，採用不同尺寸氧化石墨烯的水溶液為原料；(2)石墨烯海綿的製備在一定量氧化石墨烯水溶液中加入硫脲，通過水熱的方法組裝成石墨烯海綿後，將石墨烯海綿放入水中清洗，並通過冷凍乾燥的方法進行乾燥，得到石墨烯海綿。 所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，在石墨烯海綿的製備過程中，通過改變氧化石墨烯尺寸的大小以及硫脲的添加量來控制石墨烯海綿的結構。所述的石墨烯基淨水材料的製備方法,利用改性Hmnmers方法對天然鱗片石墨或天然鱗片石墨粉進行氧化，然後採用弱超聲的方法剝離氧化石墨得到氧化石墨烯。所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，天然鱗片石墨的橫向晶粒尺寸32目，厚度500-600 μ m，採用天然鱗片石墨製備得到大尺寸氧化石墨烯；天然鱗片石墨粉的橫向晶粒尺寸325目，厚度50-60 μ m，採用天然鱗片石墨粉製備得到小尺寸氧化石墨烯。本發明中通過水熱的方法將氧化石墨烯組裝成三維石墨烯海綿結構，在這個過程中添加硫脲，硫脲在加熱的過程中發生分解，生成氨氣和硫化氫等氣體，這使氧化石墨烯在 組裝的過程中形成孔結構，氧化石墨烯水溶液的濃度為O. 5mg/ml 3mg/ml (優選為Img/ml 2mg/ml),氧化石墨烯水溶液體積都為50ml時,硫脲的加入量為O. Ig I. 2g(優選為O. Ig O. 5g)，水熱的溫度為100° C 200° C (優選為150° C 180° C)。所述的石墨烯基淨水材料的應用，採用石墨烯海綿對染料、油類或有機溶劑進行吸附和脫附，具體如下將石墨烯海綿放入染料溶液中攪拌，染料即被完全吸附後，將吸附染料的石墨烯海綿放入有機溶劑中，染料脫附；脫附後的石墨烯海綿反覆利用，進行循環測試；將石墨烯海綿放入油類及有機溶劑中吸附，將石墨烯海綿進行點燃，待吸附的油類及有機溶劑完全燃燒後，利用石墨烯海綿再次進行吸附，並且測試石墨烯海綿對油類及有機溶劑的循環吸附性能。所述的石墨烯基淨水材料的應用，採用石墨烯海綿對染料的吸附，攪拌的速度為50rpm/min 2000rpm/min (優選為100rpm/min 1000rpm/min)吸附的時間為 Ih 24h(優選為lh 6h);在脫附的過程中，脫附劑的選擇為一些有機溶劑，如乙醇或乙酸。採用石墨烯海綿對油類及有機溶劑的吸附，吸附的時間為IOs Ih (優選為10s lOmin)。本發明的特點及有益效果是I、本發明採用不同尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，採用水熱合成法將氧化石墨烯進行組裝，通過在氧化石墨烯水溶液中加入硫脲，在分解的過程中產生氣體，從而可以使氧化石墨烯組裝成含有豐富孔結構的三維材料，並且還可以在這個過程中對氧化石墨烯進行還原和摻雜。通過控制硫脲的添加量以及氧化石墨烯的尺寸大小來控制石墨烯海綿的表面性質以及孔結構。2、本發明中的石墨烯海綿具有很好的機械性能和加工性能，可以加工為不同形狀。石墨烯海綿對染料、油類以及有機溶劑顯示出良好的吸附性能。對亞甲基藍的最高吸附量可以達到184mg/g，對羅丹明B的吸附量最高可以達到72. 5mg/g，對柴油的吸附量可以達到129g/g。並且還可以對染料、油類及有機溶劑進行脫附，有很好的循環性能。3、本發明製備方法簡單，操作容易，成本低，並可有望大量生產。
圖I.不同尺寸氧化石墨烯製備的石墨烯海綿的結構對比。其中，(a)小尺寸氧化石墨烯；(b)大尺寸氧化石墨烯；(c)小尺寸氧化石墨烯組裝的石墨烯海綿；(d)大尺寸氧化石墨烯組裝的石墨烯海綿。圖2.石墨烯海綿的加工性能及壓縮性能。其中，Ca)裁成不同形狀石墨烯海綿；(b)承重如後的石墨稀海綿；(C)為石墨稀海綿的應力_應變循環曲線；(d)為石墨稀海綿的壓縮曲線。圖3.石墨烯海綿對羅丹明B的吸附和脫附。其中，Ca)吸附前；(b)吸附後；(c)脫附前；(d)脫附後。
圖4.不同石墨烯海綿對羅丹明B的吸附性能以及石墨烯海綿的吸附循環性能。其中，Ca)吸附性能；(b)吸附循環性能。圖5.石墨烯海綿對柴油及有機溶劑的吸附性能測試過程。其中，(a)石墨烯海綿對不同有機溶劑的吸附對比；(b)不同材料對柴油的吸附對比；(c)在水面上漂浮的柴油(2g) ；(d)將石墨烯海綿放入；(e)石墨烯海綿將柴油完全吸附。圖6.石墨烯海綿對柴油及乙醇的吸附循環性能。
具體實施例方式本發明中，大尺寸石墨烯的製備方法已經進行過專利申請(成會明，任文才，趙金平，裴嵩峰，一種大尺寸石墨烯宏量製備方法，200910187298. O)利用改性Hummers方法對天然鱗片石墨(橫向晶粒尺寸32目，厚度500-600 μ m)進行氧化，然後採用弱超聲的方法剝離氧化石墨得到氧化石墨烯，再通過多次離心的方法除去尚未完全剝離的氧化石墨和小尺寸氧化石墨烯，得到了大尺寸氧化石墨烯。為了進行比較，還選用了天然鱗片石墨粉(橫向晶粒尺寸325目，厚度50-60 μ m)在相同的實驗條件下製備了小尺寸氧化石墨烯。所獲得的大尺寸石墨烯的規格範圍如下橫向晶粒尺寸為1μπι 300μπι，70%5墨稀的橫向晶粒尺寸在100 μ m左右,最大面積可達3 X IO4 μ m2,厚度約為lnm。所犾得的小尺寸石墨烯的規格範圍如下橫向晶粒尺寸為IOOnm-IO μ m，厚度約為lnm。本發明中採用的大片氧化石墨烯是採用改性Hummers方法經過超聲剝離所得。其中，氧化溫度為0° C 80° C(優選為0° C 50° C)，反應時間為IOmin IOh(優選為30min 5h)。超聲功率為50W 600W (優選為100W 400W)，超聲時間為20s Ih (優選為2min 30min);第一步離心去除未完全剝離的氧化石墨，離心轉速和離心時間分別為1000 5000rmp和Imin 30min ;第二步離心去除第一步中所得上清液中的小尺寸氧化石墨烯,離心轉速和離心時間分別為5000 IOOOOrmp和Imin 30min ;第三步將含有大尺寸氧化石墨烯的沉澱物用蒸餾水稀釋後再進行離心，以進一步去除小尺寸石墨烯，轉速和離心時間分別為2000 6000rmp和3min lh。小尺寸氧化石墨烯利用天然鱗片石墨粉製備，在製備的過程中，氧化條件及超聲條件同大尺寸氧化石墨烯的製備條件相同，在離心的過程只需除去未完全剝離的可見粒子，離心轉速和離心時間分別為1000 5000rmp和Imin 30mino下面通過實施例和附圖進一步詳述本發明。實施例I利用弱氧化、弱超聲、分步離心得到的大片氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 5g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為300納米-20微米，比表面積為79m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料羅丹明B溶液(染料的濃度為1.2X10_4mol/L)，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中每30min測試一次濃度,待攪拌360min後染料顏色完全消失。將吸附染料的石墨烯海綿放入乙醇中，待IOmin後，染料緩慢從石墨烯海綿中析出，反覆用乙醇清洗，直至染料完全脫附。經過測試發現，此石墨烯海綿對羅丹明B的吸附量為42. 3mg/g。實施例2 利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. Ig硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為200納米-15微米，比表面積為120m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料羅丹明B溶液(染料的濃度為1.2X10_4mol/L)，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中每30min測試一次濃度,待攪拌360min後染料顏色完全消失。將吸附染料的石墨烯海綿放入乙醇中，待十分鐘後，染料緩慢從石墨烯海綿中析出，反覆用乙醇清洗，直至染料完全脫附。經過測試發現此石墨烯海綿對羅丹明B的吸附量為54. 6mg/g。實施例3利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 3g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為400納米-12微米，比表面積為149m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料羅丹明B溶液(染料的濃度為I. 2X 10_4mol/L)，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中每30min測一次濃度,待攪拌300min後染料顏色完全消失。將吸附染料的石墨烯海綿放入乙醇中，待十分鐘後，染料緩慢從石墨烯海綿中析出，反覆用乙醇清洗，直至染料完全脫附。經過測試發現，此石墨烯海綿對羅丹明B的吸附量為63. 3mg/g。實施例4利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 5g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為500納米-18微米，比表面積為150m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料亞甲基藍溶液(染料的濃度為I. 2X 10_4mol/L)，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中每30min測一次濃度,待攪拌120min後染料顏色完全消失。經過測試發現，此石墨烯海綿對亞甲基藍的吸附量為184mg/g。實施例5利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 5g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為600納米-13微米，比表面積為150m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料羅丹明B溶液(染料的濃度為I. 2X 10_4mol/L)，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中姆30min測一次濃度,待攪拌180min後染料顔色完全失。將吸附染料的石墨烯海綿放入こ醇中，待十分鐘後，染料緩慢從石墨烯海綿中析出，反覆用こ醇清洗，直至染料完全脫附。 經過測試發現，此石墨烯海綿的對羅丹明B的吸附量為72. 5mg/g。實施例6利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為Img/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 5g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為200納米-13微米，比表面積為399m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入染料羅丹明B溶液(染料的濃度為1.2X10_4mol/L)中，並伴隨攪拌，攪拌的速度為100rpm/min,在吸附的過程中姆30min測一次濃度,待攪拌160min後染料顏色完全消失。將吸附染料的石墨烯海綿放入こ醇中，待IOmin後，染料慢慢從石墨烯海綿中析出，反覆用こ醇清洗，直至染料完全脫附。經測試發現，此石墨烯海綿對羅丹明B的吸附量為89. 5mg/g。實施例7利用製備的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為Img/ml，將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱釜中，並加入O. 5g硫脲。將水熱釜加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為230納米-17微米，比表面積為399m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入柴油中，IOmin後石墨烯海綿吸附柴油的量。經測試發現此石墨烯海綿對柴油的吸附量為129g/g。石墨烯海綿通過燃燒的方法去除吸附的油類或有機溶剤，並進行吸附循環測試。實施例8利用相同實驗條件下得到的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為2mg/ml,將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱爸中，並加入O. 3g硫脲。將水熱爸加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為480納米-11微米，比表面積為150m2/g。
將乾燥的石墨烯海綿放入柴油中，IOmin後石墨烯海綿吸附柴油的量。經測試發現此石墨烯海綿對柴油的吸附量為84g/g。石墨烯海綿通過燃燒的方法去除吸附的油類或有機溶剤，並進行吸附循環測試。實施例9利用相同實驗條件下得到的小尺寸氧化石墨烯水溶液作為原料，氧化石墨烯水溶液的濃度為lmg/ml,將50ml氧化石墨烯水溶液放入水熱爸中，並加入O. 5g硫脲。將水熱爸加熱到180° C，保溫6h，即可形成石墨烯海綿，將石墨烯海綿取出，放入水中放置24h，這個過程可以去除未反應的硫脲等殘留物。然後，將石墨烯海綿進行冷凍乾燥，形成氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構。本實施例中，孔徑為360納米-15微米，比表面積為399m2/g。將乾燥的石墨烯海綿放入こ醇中，IOmin後石墨烯海綿吸附こ醇的量。經測試發現此石墨烯海綿對こ醇的吸附量為79g/g。石墨烯海綿通過燃燒的方法去除吸附的油類或有機溶剤，並進行吸附循環測試。
如圖I所示，在氧化石墨烯水溶液中加入硫脲，通過水熱的方法進行自組裝成石墨烯海綿，石墨烯海綿的結構可以通過改變氧化石墨烯的尺寸大小及硫脲的添加量進行調控；不同尺寸的氧化石墨烯水溶液組裝的石墨烯海綿的結構有所差異，小尺寸氧化石墨烯Ca)組裝的石墨烯海綿的孔結構較小(c);大尺寸氧化石墨烯(b)組裝的石墨烯海綿的孔結構較大(d)。如圖2所示，從(a)中可以看出，石墨烯海綿具有較好的機械性能(如強度等)，可裁切為不同形狀；從6)可以看出，石墨烯海綿可以承受500g砝碼的重量；(c)、(d)為石墨烯海綿的應力-應變循環曲線以及壓縮曲線。如圖3所示，石墨烯海綿對羅丹明B有很好的吸附性能(a)、(b)，並且在こ醇中，吸附的羅丹明B還可以進行脫附(c)、(d)。如圖4所示，不同硫脲添加量製備的石墨烯海綿對染料的吸附量不同(a)，石墨烯海綿經過六次循環後的吸附時間和吸附量，可以看出石墨烯有很好地循環性能(b)。圖中，GSU GS2和GS3分別代表不同硫脲添加(50ml氧化石墨烯水溶液加入O. lg、0. 3g和O. 5g)製備的石墨烯海綿。如圖5所示，石墨烯海綿對於油類以及有機溶劑有很好地吸附性能，並且對於柴油的吸附，石墨烯海綿的吸附性能優於其他材料(a)、(b);並且石墨烯海綿還可以吸附在水面上漂浮的柴油(c-e)。如圖6所示，石墨烯海綿對於油類以及有機溶劑還具有非常好地吸附循環性能。實施例結果表明，本發明將化學法製備的氧化石墨烯組裝為比表面積較大的三維結構，在這個過程中既能夠將氧化石墨烯進行還原，又能夠避免石墨烯的重新堆疊，石墨烯海綿對染料、油類及有機溶劑具有很好的吸附性能同時表現出很好地循環性能，這會對推動石墨烯在水處理方面的應用具有非常重要的戰略意義。
權利要求
1.ー種石墨烯基淨水材料，其特徵在於該材料為氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構，孔徑範圍為10納米-100微米，比表面積範圍為40m2/g-600m2/g。
2.按照權利要求I所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟 (1)氧化石墨烯水溶液的製備採用不同尺寸石墨為原料，製備不同尺寸的氧化石墨烯，採用不同尺寸氧化石墨烯的水溶液為原料； (2)石墨烯海綿的製備在一定量氧化石墨烯水溶液中加入硫脲，通過水熱的方法組裝成石墨烯海綿後，將石墨烯海綿放入水中清洗，並通過冷凍乾燥的方法進行乾燥，得到石墨烯海綿。
3.按照權利要求2所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在幹，在石墨烯海綿的製備過程中，通過改變氧化石墨烯尺寸的大小以及硫脲的添加量來控制石墨烯海綿的結構。
4.按照權利要求2所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在於，步驟I)利用改性Hummers方法對天然鱗片石墨或天然鱗片石墨粉進行氧化，然後採用弱超聲的方法剝離氧化石墨得到氧化石墨烯。
5.按照權利要求4所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在幹，天然鱗片石墨的橫向晶粒尺寸32目，厚度500-600 μ m，採用天然鱗片石墨製備得到大尺寸氧化石墨烯；天然鱗片石墨粉的橫向晶粒尺寸325目，厚度50-60 μ m，採用天然鱗片石墨粉製備得到小尺寸氧化石墨烯。
6.按照權利要求4所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在幹，採用改性Hummers方法對石墨原料進行氧化時,氧化溫度為O° C 80° C,反應時間為IOmin IOh,超聲分散時間為IOmin IOh。
7.按照權利要求4所述的石墨烯基淨水材料的製備方法，其特徵在於，採用水熱方法組裝石墨烯海綿時，氧化石墨烯水溶液的濃度為O. 5mg/ml 3mg/ml，氧化石墨烯水溶液體積都為50ml吋，硫脲的加入量為O. Ig I. 2g，水熱的溫度為100° C 200° C。
8.按照權利要求I所述的石墨烯基淨水材料的應用，其特徵在於，採用石墨烯海綿對染料、油類或有機溶劑進行吸附和脫附。
9.按照權利要求8所述的石墨烯基淨水材料的應用，其特徵在於，石墨烯海綿對染料、油類及有機溶劑的吸附及脫附，具體如下 將石墨烯海綿放入染料溶液中攪拌，染料即被完全吸附後，將吸附染料的石墨烯海綿放入有機溶劑中，染料脫附；脫附後的石墨烯海綿反覆利用，進行循環測試； 將石墨烯海綿放入油類及有機溶劑中吸附，將石墨烯海綿進行點燃，待吸附的油類及有機溶劑完全燃燒後，利用石墨烯海綿再次進行吸附，並且測試石墨烯海綿對油類及有機溶劑的循環吸附性能。
10.按照權利要求8所述的石墨烯基淨水材料的應用，其特徵在於採用石墨烯海綿對染料的吸附，攪拌的速度為50rpm/min 2000rpm/min,吸附時間為Ih 24h,在脫附的過程中，脫附劑選擇有機溶劑；採用石墨烯海綿對油類及有機溶劑的吸附，吸附時間為IOs Ih0
全文摘要
本發明涉及吸附材料領域，具體為一種石墨烯基淨水材料及其製備方法和應用，及其對染料、油類及有機溶劑的吸附性能，特別是該材料在汙水處理方面的應用。該材料為氧化石墨烯組裝的三維石墨烯海綿結構，該方法和應用包括(1)在氧化石墨烯水溶液中加入硫脲，通過水熱的方法進行自組裝成石墨烯海綿；(2)石墨烯海綿具有較好的機械性能，可裁切為不同形狀；(3)石墨烯海綿對染料、油類及有機溶劑具有很好的吸附性能同時表現出很好地循環性能；(4)石墨烯海綿的結構可以通過改變氧化石墨烯的尺寸大小及硫脲的添加量進行調控。採用本發明製備的石墨烯海綿解決了傳統吸附過程中的一些問題，為石墨烯在汙水處理領域的應用奠定了基礎。
文檔編號B01J20/20GK102847510SQ20121031947
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者成會明, 任文才, 趙金平 申請人:中國科學院金屬研究所