[发明专利]一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂及其制备方法

权利要求书

1.一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于包括多巴胺表面接枝的纤维基层和纳米碳材料层，其中纳米碳材料层为氧化石墨烯或酸化碳纳米管的一种或两种的混合物；

所述的纳米碳材料涂覆纤维的表面碳氧原子比为2:1～6:1，氮氧原子比为1:8～1:30；

通过以下方法步骤制备得到：

步骤(1)、纳米碳材料分散液的配制：

常温下将纳米碳材料粉末加入到pH值为0.5～6分散介质中，先机械搅拌10～20min，搅拌速率为300～1000r/min，再在冰水浴中超声处理20～40min，得到均匀稳定的纳米碳材料分散体系；所述的纳米碳材料的碳氧原子比为1:1～5:1；

步骤(2)、纤维表面接枝：

在pH为8～11的缓冲溶液中加入多巴胺类物质，再加入去除表面油剂和污染物后的纤维，搅拌反应8～24h，洗涤干燥后得到多巴胺类表面接枝纤维；所述的表面接枝纤维的表面碳氧原子比为2:1～12:1，氮氧原子比为1:2～1:7；

所述的纤维与多巴胺类溶液的质量比为1～10：100；

步骤(3)、纳米碳材料涂覆纤维的制备：

将步骤(2)得到的表面接枝纤维浸入到步骤(1)得到的纳米碳材料分散液中，在20～60℃下以100～800r/min的转速搅拌0.1～1h，然后将纤维洗涤干燥，重复此浸渍过程2～20次，得到纳米碳材料涂覆纤维。

2.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述的多巴胺类为儿茶酚胺类或二苯醌类化合物中的一种或两种的混合物，结构式如式(1)或(2)：

其中R为带有氨基基团的-(CH_y)_x-NH-(CH_q)_p-CH₃或-(CH₂)_x-NH-(CHOH)_x-(CH₂)_P-CH₃或-(CH₂)_x-NH-(CHOH)_x-(CH₂)_P-C₆H₅或-(CH₂)_x-NH₂或-(CH_y)_x-N(CH_j)_h-(CH_q)_p-(CH₃)_e或-CO-NH-(CH₂)_p-CH₃或-CO-(CH₂)_x-NH₂，其中x为1～199的自然数，p、h为0～199的自然数，y、q、e为1或2，j为1、2或3。

3.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述的多巴胺类为儿茶酚胺类或二苯醌类化合物中的一种或两种的混合物，结构式如式(1)或(2)：

其中R为n为1～20的自然数。

4.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述的纤维为UHMWPE纤维、涤纶纤维、碳纤维、聚乙烯醇纤维或玻璃纤维中的一种。

5.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述的纳米碳材料涂覆纤维的表面碳氧原子比为3:1～5:1。

6.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述纳米碳材料与纤维的质量比为20:1～1:1。

7.如权利要求1所述的一种可再生的纳米碳材料涂覆纤维吸附剂，其特征在于所述纳米碳材料与纤维的质量比为10:1～4:1。