具有多层次孔结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有多层次孔结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂及其制备方法，属于纳米新材料和环境保护技术领域。为提高聚合物聚苯胺对水中有机染料的吸附能力，本发明利用碳纳米管的比表面积大、长径比高、易于相互缠绕堆集形成多孔结构的特点，将碳纳米管作为支撑骨架，通过静态界面聚合法制得聚苯胺，得到聚苯胺包裹于碳纳米管表面的多孔聚苯胺/碳纳米管复合材料。由于聚苯胺/碳纳米管复合材料具有多层次孔结构和高的比表面积，有效地提高了聚苯胺对有机染料的吸附效率和吸附容量。本发明制备工艺简单、条件易于控制、具有高吸附性能和优异环境友好特性，可用于工业染料废水处理等领域。

主权项

一种具有多层次孔结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂的制备方法，其特征在于，在聚苯胺/碳纳米管吸附剂复合材料中，碳纳米管作为支撑骨架，聚苯胺包裹在碳纳米管表面，其多层次孔结构技术特征和技术参数范围如下：平均孔直径为300‑500nm，分布为50nm‑5μm之间，比表面积为50‑500m²/g，用于吸附废水中的有机染料；所述具有多层次孔结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将碳纳米管与氧化剂过硫酸铵溶于水中，置于超声波发生器中超声分散均匀后冷却至室温，形成稳定的含有碳纳米管的过硫酸铵溶液，碳纳米管占溶液的质量比为0.21‑0.64%，过硫酸铵占溶液的质量比6.3‑13.9%；（2）将苯胺单体溶于与步骤（1）水体积相同的有机溶剂中，形成苯胺溶液，其中苯胺占溶液体积比为2.2‑7.1%；（3）将苯胺溶液移入反应杯内，并将含有碳纳米管的过硫酸铵溶液移入反应杯，使得氧化剂过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比值为0.79‑1.21，碳纳米管与苯胺单体质量比值为0.05‑0.15，在室温下发生静态界面聚合反应，反应时间为12‑24h；（4）反应完毕后，收集反应产物，进行过滤和洗涤，再进行碱化处理、洗涤和真空干燥，研磨分散后即得到具有多层次孔结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂；所述步骤（1）中，碳纳米管为直径5‑200纳米、长度0.1‑100微米、比表面积为30‑300 m²/g的多壁碳纳米管；所述步骤（3）中的制备方法为静态界面聚合法，反应过程中不进行机械搅拌，形成明显不互溶的油水两相。