一种N元素修饰石墨烯电极去除水中硬度钙离子的方法

摘要

本发明涉及一种N元素修饰石墨烯电极去除水中硬度钙离子的方法，包括以下步骤：制备掺氮石墨烯气凝胶、制备掺氮石墨烯气凝胶纸电极、通过调控电极上的电压对水中钙离子进行吸附和脱附。本发明的有益效果是：掺氮石墨烯气凝胶的制备方法简便易行，制备过程环保无污染，以这材料修饰的电极对于水中钙离子的吸附效率高、速度快、操作简便，材料的循环使用性能与以往材料相比有大幅提升。

主权项

一种N元素修饰石墨烯电极去除水中硬度钙离子的方法，其特征在于：步骤如下：a、制备掺氮石墨烯气凝胶：将氧化石墨烯超声分散于去离子水中，超声10～30min使其分散均匀。待其分散均匀后加入尿素，机械搅拌15min。将混合液倒入水热反应釜置于马弗炉中加热至180℃反应12h。反应结束后将产物沉浸于蒸馏水中2～3天，冷冻干燥，得到掺氮石墨烯气凝胶材料；b、制备掺氮石墨烯水凝胶纸电极：将步骤a制得的掺氮石墨烯气凝胶与预先配制的聚乙烯醇溶液混合，形成糊状的分散液，移取0.1～0.4mL的分散液均匀涂抹于硬纸片上，干燥，得到掺氮石墨烯气凝胶纸电极；c、电化学法去除水中钙离子：配制钙离子溶液，量取钙离子溶液置于电吸附容器中，将步骤b中制得的掺氮石墨烯气凝胶纸电极进行电吸附实验。电吸附重金属离子实验采用三电极体系，以纸电极为工作电极，铂片电极为对电极，甘汞电极为参比电极。同时使用电导率仪实时监测溶液电导率的变化，当电导率保持不变时，即掺氮石墨烯气凝胶纸电极吸附达到平衡；d、脱附再生使用后的电极：对于达到吸附饱和的掺氮石墨烯气凝胶纸电极，撤去电极上的电压后，溶液的电导率恢复至接近初始值，实现电极的脱附再生。