[发明专利]谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对碳纳米管进行氧化处理；

S2、采用1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺溶液对步骤S1中经氧化处理的碳纳米管进行活化，加入N-羟基丁二酰亚胺溶液进行反应，得到活性碳纳米管中间体；

S3、将步骤S2中的活性碳纳米管中间体和谷氨酸溶液混合进行反应，得到谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料；

所述谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面修饰有谷氨酸；所述谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料中羧基的质量含量为2%～3%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述活化为将步骤S1中经氧化处理的碳纳米管与1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺溶液混合，搅拌均匀；所述反应为在60℃～80℃下以转速为120rpm～200rpm搅拌1h～2h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述经氧化处理的碳纳米管、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺溶液和N-羟基丁二酰亚胺溶液的质量体积比为0.5g～1g∶10mL∶10mL；所述1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺溶液的浓度为0.05M～0.10M；所述N-羟基丁二酰亚胺溶液的浓度为0.05M～0.10M。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述活性碳纳米管中间体和谷氨酸溶液的体积比为1.2∶1；所述谷氨酸溶液的浓度为5g/L～10g/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述反应为在60℃～80℃下以转速为120rpm～200rpm搅拌4h～6h。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述氧化处理为：将碳纳米管与浓硫酸和浓硝酸的混合酸液混合，超声处理，加热煮沸，过滤，洗涤，干燥；所述浓硫酸和浓硝酸的混合酸液中浓硫酸与浓硝酸的体积比为3∶1；所述超声处理的时间为30min～60min；所述加热煮沸后保持4h～6h；所述洗涤采用的是超纯水；所述洗涤的次数为3次～5次；所述干燥为真空干燥；所述真空干燥的时间为12h～18h。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的制备方法制得的谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料在吸附水体中染料和/或重金属中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料与含染料和/或重金属的水体混合进行振荡处理，完成对水体中染料和/或重金属的吸附处理；所述谷氨酸修饰的碳纳米管复合材料与含染料和/或重金属的水体的质量体积比为0.05g～0.5g∶1L。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述含染料和/或重金属的水体中，染料为亚甲基蓝，重金属为铅；所述含染料的水体中染料的初始浓度为1mg/L～10mg/L；所述含重金属的水体中铅的初始浓度为25mg/L～200mg/L；所述振荡处理的温度为20℃～30℃；所述振荡处理的转速为150 rpm～240rpm；所述振荡处理的时间为24h～48h。