[发明专利]用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料及其制备方法与应用，属于吸附材料与废水处理领域。

背景技术

大量含磷、氮等元素的生活污水和工业废水的排放，使水体中浮游生物迅速繁殖，水体含氧量下降，严重污染水环境，给工业、农业、旅游业等都带来了极大的危害。当今社会人们的环保意思越来越强，研发高效的废水除磷材料与技术，对不同水质中的磷进行去除，避免水体富营养化，是控制水体污染的热点问题之一。目前，含磷废水的处理主要有生物法、化学法与吸附法等。生物法除磷的去除率不高，处理系统较复杂。化学法除磷会产生大量的污泥，而且化学药剂的选择较困难，易造成二次污染。吸附法是除磷的有效方法之一，当前，研究重点在开发新的吸附材料，以及对传统吸附材料进行改性等方面。

氢氧化镁是最近研究的一种新型环境友好型水处理剂，具有无毒、抗缓冲、吸附能力强、价格便宜、便于运输储存等优点。石墨烯具有很大的比表面积，理论比表面积达2630m²/g。以石墨烯作为吸附材料的载体，制备纳米吸附复合材料也成为一项重要的研究方向，石墨烯薄层和纳米材料之间的协同效应使这种含有大表面积的复合材料与单一材料相比具有很大的优越性，这些优异的特性使得该复合材料可用于有机物废水的处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料及其制备方法与应用，其对含磷废水有着良好的处理效果，且其方法简单。

本发明所述的用于含磷废水处理的吸附材料的制备方法包括以下步骤：用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料，其特征在于包括可由下述反应得到的产物：

1）利用天然石墨，通过化学氧化方法制备氧化石墨烯；

2）将氯化镁溶液滴加到氧化石墨烯溶液中，搅拌1-3小时，然后向其中加入与氯化镁相同摩尔量的碱性溶液，继续搅拌1-3小时后，抽滤、洗涤、干燥后，得氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料； 

3）将步骤2）得到的氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料在水中超声1-2小时，向其中加入还原剂，在800W微波中还原反应2-5分钟后，抽滤、洗涤、干燥后，得到氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料。

按上述方案，所述的氧化石墨烯与氯化镁用量之比为50mg: 1-5mmol。

按上述方案，所述的碱性溶液为氢氧化钠或氨水。

按上述方案，所述的氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料与还原剂用量之比为50mg: 2-6mg。

按上述方案，所述的还原剂为水合肼、肼或二甲肼。

用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）利用天然石墨，通过化学氧化方法制备氧化石墨烯；

2）将氯化镁溶液滴加到氧化石墨烯溶液中，搅拌1-3小时，然后向其中加入与氯化镁相同摩尔量的碱性溶液，继续搅拌1-3小时后，抽滤、洗涤、干燥后，得氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料； 

3）将步骤2）得到的氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料在水中超声1-2小时，向其中加入还原剂，在800W微波中还原反应2-5分钟后，抽滤、洗涤、干燥后，得到氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料。

按上述方案，所述的氧化石墨烯与氯化镁用量之比为50mg: 1-5mmol。

按上述方案，所述的碱性溶液为氢氧化钠或氨水。

按上述方案，所述的氢氧化镁/氧化石墨烯复合材料与还原剂用量之比为50mg: 2-6mg。

按上述方案，所述的还原剂为水合肼、肼或二甲肼。

所述的用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料用于含磷废水的处理，其具体方法是：将用于含磷废水处理的氢氧化镁/石墨烯复合吸附材料15-300mg投入pH值为3-11的25-500mL含磷浓度为10-50mg/L的废水中，在室温下搅拌1h后，离心后将上层清夜移出即可。

本发明的基本原理：石墨烯巨大的比表面积与氢氧化镁的活性吸附为此复合材料提供了优良的吸附能力。

本发明有以下优点：1）石墨烯巨大的比表面积与氢氧化镁的活性吸附为此复合材料提供了优良的吸附能力；2）该吸附材料可用于pH值在3-11范围内含磷废水的处理，适用范围广；3）该吸附材料的原料易得，微波还原方法简单，工艺简便，适合大规模生产。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。