[发明专利]一种氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂，由氧化石墨烯、凹凸棒土、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸、铝酸钙粉、聚乙烯醇、聚苯胺、稀盐酸、去离子水制成。将凹凸棒土先用十六烷基三甲基溴化铵进行改性，使其表面带正电荷，然后通过静电作用使其与氧化石墨烯、聚乙烯醇、聚苯胺复合，加入铝酸钙粉和十二烷基苯磺酸，减少石墨烯的团聚，制备的净水剂具有超大的比表面积，可以吸附更多的有机污染物和重金属离子，净水效果好，且不会产生二次污染。

技术领域

本发明属于净水剂领域，具体涉及一种氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂。

背景技术

凹凸棒土又称坡缕石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，具有可交换阳离子的表面，被普遍用作吸附剂吸附金属离子和有机污染物，但吸附能力差。石墨烯具有大量的π共轭结构，可以与具有π键的化合物间具有π-π堆积作用，可以吸附多种有机物；而且其特殊的二维结构决定了它具有超大的比表面积，因而具有较大的吸附容量，具有高效的吸附能力，尤其对于多环芳烃类物质有强的吸附能力。氧化石墨烯由于具有超大的比表面积、众多含氧官能团、良好的导热性等，显示出极好的吸附性能。

水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理，一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物，然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中，给人造成危害。而改性的凹凸棒土可用接触或过滤技术处理水，可以消除这些有害物质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比表面积大，可吸附处理多种重金属、有机污染物，净化水体效果好，不会产生二次污染的氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂，由下述重量份的原料制成：

氧化石墨烯10-15份，

凹凸棒土20-35份，

十六烷基三甲基溴化铵2-5份，

十二烷基苯磺酸1-3份，

铝酸钙粉5-12份，

聚乙烯醇5-10份，

聚苯胺3-8份，

稀盐酸适量，

去离子水适量。

上述氧化石墨烯复合物改性凹凸棒土净水剂的制备步骤如下：

1）将凹凸棒土加入去离子水中搅拌30-60min使其分散均匀，浓度为5-10wt%，然后加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌8-10h，抽滤、烘干得改性的凹凸棒土；

2）将改性的凹凸棒土加入去离子水中，搅拌，超声分散30-60min得浓度为15-20wt%的改性凹凸棒土分散液；

3）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理30-60min，形成分散均匀的氧化石墨烯分散液；

4）将聚乙烯醇、聚苯胺加入氧化石墨烯分散液中超声30min得混合液A；

5）将改性凹凸棒土分散液和步骤4）中的混合液A在超声和机械搅拌的条件下充分混合，然后加入铝酸钙粉、十二烷基苯磺酸，继续超声、机械搅拌2-3h，用稀盐酸调节pH=2，静置，去离子水洗三次，离心得沉淀物，真空干燥，研磨成粉，即为净水剂。

具体地，所述步骤3）中氧化石墨烯分散液的浓度为5-10wt%。

具体地，所述步骤5）中稀盐酸的浓度为1-3mol/L。