一种氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料，它包括氧化石墨烯和复合在氧化石墨烯上的季胺化聚乙烯亚胺。本发明还公开了氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料的制备方法，包括石墨烯的氧化、聚乙烯亚胺的季胺化和氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料的制备三个步骤。与现有技术相比，本发明中制备工艺简单，原料价格低廉、环境友好。本发明产品在除藻领域具有除藻效果好，处理速度快，处理范围广，无污染，能够起到净水作用等优势，适用于天然水体藻的去除和打捞藻水中藻水快速分离等各个领域，极具社会推广价值。

主权项

一种氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：(1)将石墨烯粉末、NaNO₃和KMnO₄依次加入98％的浓硫酸中，30～70℃下110～130r/min搅拌1～4h；向反应后所得的混合体系中加水，70～90℃下保温25～30min后继续加水稀释；向加水稀释后的混合体系中加入H₂O₂水溶液并继续搅拌反应2～6h；将反应后所得混合体系离心后取固体部分，经冲洗、超声破碎和冷冻干燥后，即得氧化石墨烯粉末；(2)将环氧丙烷加入聚乙烯亚胺水溶液中，室温下搅拌反应9～14h后在30～40℃下保温0.5～2h；向保温后所得的混合体系中加入氯化苄，45～60℃下反应9～14h后用乙醚萃取后取有机相，干燥后得到季胺化的聚乙烯亚胺；(3)将步骤(1)中得到的氧化石墨烯粉末、氯化亚砜和N，N–二甲基甲酰胺混合后于60～80℃下反应18～30h后得到酰氯化氧化石墨烯；将酰氯化氧化石墨烯经纯化后与步骤(2)得到的季胺化的聚乙烯亚胺在无水N,N–二甲基甲酰胺中反应10～13h，反应温度为75～95℃；将反应后所得混合体系冷却至室温，离心后取固体部分，经洗涤和干燥后，即得氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺纳米复合材料。