石墨烯/凹凸棒土/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明属于纳米材料合成领域，涉及石墨烯/介孔氧化物系列纳米复合材料的制备，特别涉及一种石墨烯/凹凸棒土/二氧化钛纳米复合材料的制备方法及其应用。本发明先利用改进Hummers法制得氧化石墨并进一步超声得到氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯、钛酸四丁酯、表面活性剂和经酸预处理后的凹凸棒土混合搅拌，加入水热反应釜后利用水热法制得而成。将所制得的复合材料作为吸附剂，以亚甲基蓝染料溶液为吸附对象，实验结果表明该复合材料具有高效的吸附和去除效果。应用该复合材料处理污水中的染料，具有价格低廉、操作简单、吸附率高等优点，工业化有一定的实用价值。石墨烯/凹凸棒土/二氧化钛(GR/ATP/TiO₂)的研究和应用，为水处理领域提供了一种全新的水处理思路。

主权项

一种石墨烯/凹凸棒土/二氧化钛纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、  将凹凸棒土加入到0.5～4.5mol/L的盐酸中超声5～35min，离心， 85～120^oC真空干燥，研磨即得，其中，所述凹凸棒土与盐酸的质量体积比为10g：10mL～300mL；B、  将氧化石墨加入无水乙醇中超声0.5～5h，即可得到氧化石墨烯超声液，其中，所述氧化石墨的用量为氧化石墨和无水乙醇质量总和的0.04～0.26% ；C、  称取表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和预处理后的凹凸棒土加入到上述氧化石墨烯的超声液中，在30～80℃水浴中机械搅拌反应0.5～5h；其中，所述表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的用量为氧化石墨质量的5～25%；预处理后的凹凸棒土质量占氧化石墨与预处理后的凹凸棒土质量总和的5～50%；D、 加入0.5～4.5mol/L盐酸，缓缓滴加钛酸四丁酯，用常压漏斗缓慢滴加去离子水；然后，将混合物倒入水热反应釜中，100～250℃下反应2～20h，离心，用无水乙醇洗涤至中性，在50℃真空干燥，研磨后即得，其中，所述钛酸四丁酯的用量为氧化石墨、预处理后的凹凸棒土和钛酸四丁酯总质量的63.15～94.51%； 盐酸与去离子水的体积比为1：10～60。