[发明专利]一种高效去除水中重金属离子和有机物的方法

权利要求书

1.一种高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于，其步骤为：

（1）将原始碳纳米管分散到混合酸溶液中，60～80℃下反应1～3小时，随后过滤洗涤，80～120℃干燥8~12h，获得纯化碳纳米管；

（2）将天然石墨加入到质量分数98%的浓硫酸中，机械搅拌直至石墨完全被溶解，接着加入硝酸钠和高锰酸钾温度保持在0~10℃，继续搅拌2.5~4小时，将混合物放入35℃的恒温水浴锅中，缓慢加入去离子水，随后将混合物放入90~100℃的水浴锅中机械搅拌20~40分钟，加入去离子水稀释至600ml，搅拌5-15分钟，加入质量分数30%的双氧水，将产物以8000-10000r/min的速度离心，将离心后的固体物质分散在无水乙醇溶液中超声振荡30~60分钟，真空干燥12~24小时，得到即为氧化石墨烯，所述高锰酸钾和天然石墨的质量比是3:1；

（3）量取等质量的氧化石墨烯和纯化碳纳米管，各自超声2小时，接着将超声后的纯化碳纳米管逐滴加入氧化石墨烯中，继续超声30~60分钟，采用0.45微米滤膜抽滤，真空干燥8~12小时后得到氧化石墨烯/碳纳米管复合材料；

（4）称取氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入到装有无水乙醇中，超声震荡5~15分钟，通入氮气保护并机械搅拌5分钟，加入乙酸、3-巯丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌12~24小时，继续加入丙酮继续搅拌6~12小时，采用无水乙醇和蒸馏水分别冲洗5~10次，60~80℃真空干燥8~12小时，获得硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料；

（5）将硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入到装有无水乙醇的三颈瓶中，超声震荡5~15分钟，通氮气保护，加入水合肼，以转速5000~10000r/min搅拌3~5小时，真空抽滤同时用去离子水冲洗至中性，60~80℃真空干燥8~12小时，获得氨基和硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料；

（6）循环水系统中加入去离子水，加入重金属离子和有机物，将氨基和硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入循环水系统中，调节温度10-30℃，水速0.17-0.54m/s；

（7）可调磁场设备调节磁场强度为0.2-0.54T，打开循环水系统进行循环；

（8）每隔2小时取10ml水样检测重金属离子和有机物的浓度，直到水处理12小时后停止检测。

2.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：所述混合酸溶液是由浓硫酸和浓硝酸组成，浓硫酸和浓硝酸的体积比是3:1。

3.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：所述纯化碳纳米管和氧化石墨烯质量比是2:1。

4.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：浓硫酸和天然石墨的质量比是50:1-80:1。

5.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：硝酸钠和天然石墨的质量比是1:2-2:1。

6.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：双氧水和浓硫酸的体积比是1:2-1:4。

7.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯/碳纳米管复合材料和3-巯丙基三甲氧基硅烷的投料比是(0.4~2)×10³。