[发明专利]一种季铵盐石墨烯气凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种季铵盐石墨烯气凝胶及其制备方法与应用。本发明的目的在于提供一种季铵盐石墨烯气凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有方法产生污泥，去除率低，通常去除率在50‑80%，难以实现硒的深度去除，将硒做到0.1mg/L以下的问题。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种季铵盐石墨烯气凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

随着工农业的发展，水体遭受硒污染的情况越来越严重，水体中硒超标的现象也日趋普遍。含硒工业废水主要来源于生产硒和应用硒的行业，如冶炼含硒金属矿石、炼油、火力发电、制造硫酸、颜料及特种玻璃等行业。硒的毒性和生物利用性主要取决于它的状态。在多数情况下，硒是以硒酸根离子与亚硒酸根离子两种形式共存的。

现有含硒废水的处理方法主要有以下两种：1、采用铁根或者聚合铁根通过水解形成的絮体，对硒酸根和亚硒酸根进行吸附。2、采用纳米零价铁或者铁粉还原硒酸根和亚硒酸根，同时硒化铁去除。但是上述两种方法存在缺点：产生污泥，去除率低，通常去除率在50-80%，难以实现硒的深度去除，将硒做到0.1mg/L以下。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种季铵盐石墨烯气凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有方法产生污泥，去除率低，通常去除率在50-80%，难以实现硒的深度去除，将硒做到0.1mg/L以下的问题。

本发明的技术方案如下：

一种季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，包括步骤：

A、制备氧化石墨烯分散液；

B、取所述氧化石墨烯分散液，加入盐酸胺盐，在160-200℃下加热10-14小时，得到季铵盐石墨烯气凝胶。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤A包括：

A1、取石墨粉加到含有过硫酸钾和五氧化二磷的浓硫酸溶液中，在70-90℃下加热5-7小时，得到粉体；

A2、在冰浴条件下，将所述粉体加到冰的浓硫酸溶液中，加入高锰酸钾，在30-40℃下搅拌1-3h，然后加入蒸馏水和双氧水，得到氧化石墨烯；

A3、取所述氧化石墨烯加入到蒸馏水中，并超声2-4h，得到氧化石墨烯分散液。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤A1中，所述石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷的质量比为1：0.2-1:0.3-0.8。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤A2中，所述粉体、高锰酸钾的质量比为1:2-8。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤A3中，所述氧化石墨烯、蒸馏水的质量比为1:500-4000。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤B中，所述氧化石墨烯分散液、盐酸胺盐的质量比为1:0.01-0.1。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法，其中，步骤B中，所述盐酸胺盐选自盐酸三甲胺、盐酸三乙胺、盐酸三丙胺和盐酸三丁胺中的一种。

一种季铵盐石墨烯气凝胶，其中，采用本发明所述季铵盐石墨烯气凝胶的制备方法制备得到。

一种本发明所述季铵盐石墨烯气凝胶的应用，其中，将所述季铵盐石墨烯气凝胶用于含硒废水的处理。

所述的季铵盐石墨烯气凝胶的应用，其中，处理包括步骤：向含硒废水中添加季铵盐石墨烯气凝胶，使用所述季铵盐石墨烯气凝胶将所述含硒废水中硒去除。