[发明专利]一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法

说明书

本发明属于氧化石墨技术领域，尤其涉及一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法，至少包括如下步骤：步骤一，氧化石墨的絮凝；步骤二，氧化石墨的还原成胶；步骤三，中和、吸附处理。本发明旨在对溶胶废液实行高效清洁处理的同时充分回收利用其中溶解的大量氧化石墨，适应范围广、可扩展性强，可广泛适用于任意浓度和pH的酸/碱性废液，并能实现工业级氧化石墨废水低成本资源化。

技术领域

本发明属于氧化石墨技术领域，尤其涉及一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法。

背景技术

在过去十年中，石墨烯被认为是基于物理、化学、材料科学和工程以及生物学领域的有前景的产业化应用材料。随着科学技术发展，市场对新材料的需求急剧加大，世界范围内“石墨烯热”已经达到了相当高的水平。因此，许多公司已经开始致力于以吨(片状材料/三维材料)或数十万平方米(薄膜材料)级工业应用的石墨烯材料的生产。

石墨烯的宏量制备方法主要有三种，包括石墨直接液相剥离法、化学气相沉积法以及石墨的氧化和随后的剥落或/和还原法。石墨直接液相剥离法成本低，但留有大量没有剥离的石墨必须除去，使得这一过程收率低；化学气相沉积法得到的石墨烯质量和收率较石墨直接液相剥离方法高，但其成本也较高；石墨的氧化和随后的剥落或/和还原法(Hummers法)是目前最常用的石墨烯宏量制备方法，由于这一方法收率高、成本低、可扩展性好，成为十分具有竞争力的方法，每年采用这一方法生产的石墨烯材料已达千万吨级。但是，这一方法在制备石墨烯的过程中会产生大量氧化石墨清洗废液，且含有可观数量的氧化石墨亟待回收利用。此外，氧化石墨也被研究认为是一种含氧官能团普遍存在于单层中、sp³杂化碳原子层普遍存在于sp²杂化碳网络的多功能材料，因而被大量研究者用于二维材料改性及复合材料的研究，得到广泛研究和使用。

伴随石墨烯材料领域商业化的蓬勃发展，氧化石墨无论作为石墨烯工业级制备过程的中间产物或是一种备受关注的基础材料，其废液的清洁处理和回收利用已成为一项重大挑战。氧化石墨废液作为一种稳定的溶胶废液，采用常用的离心、抽滤的物理处理方法需要相当高的离心速度、大型的离心设备或耗费很长的抽滤时间，设备和时间成本高，且氧化石墨回收率低。

综上所述，本发明旨在提供一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法，既能充分回收利用废液中溶解的大量氧化石墨，又能将溶胶废液转变为澄清的废水以便后续处理并回用。该方法适应范围广、可扩展性强，可广泛适用于任意浓度和pH的酸/碱性废液，并能实现工业级氧化石墨废水低成本资源化，因此，该方法将在实际应用中具有可观的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法，既能充分回收利用废液中溶解的大量氧化石墨，又能将溶胶废液转变为澄清的废水以便后续处理并回用。该方法适应范围广、可扩展性强，可广泛适用于任意浓度和pH的酸/碱性废液，并能实现工业级氧化石墨废水低成本资源化，因此，该方法将在实际应用中具有可观的经济效益和社会效益。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氧化石墨溶胶废液清洁处理和回收利用的方法，至少包括如下步骤：

步骤一，絮凝，在氧化石墨溶胶废液中加入絮凝剂，搅拌后静置絮凝得到浓缩氧化石墨溶胶废液和上层清液；

步骤二，还原成胶，将步骤一得到的浓缩氧化石墨溶胶废液搅拌均匀，然后加入还原剂充分搅拌得到混合分散液，将所述混合分散液放入容器中常压恒温反应或进行水热反应，或者将步骤一得到浓缩氧化石墨溶胶废液加入到容器中进行水热反应，得到还原氧化石墨水凝胶和澄清水溶液；

步骤三、将步骤一的上层清液和步骤二得到的澄清水溶液经过中和、吸附处理并回用。