[发明专利]一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸及其制备方法

权利要求书

1.一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将预处理后的氧化石墨烯粉末在去离子水中超声分散并离心分离，形成前驱液，将前驱液和氯乙酸及金属离子盐溶液混合形成混合溶液，混合溶液水热反应后制得被金属离子修饰的石墨烯复合材料；将被金属离子修饰的石墨烯复合材料超声分散在去离子水中，得到被金属离子修饰的石墨烯分散液；

氯乙酸的加入量为前驱液体积的3-5倍；金属离子盐溶液中金属离子和前驱液中氧化石墨烯的摩尔比≤0.01；

(2)在无纺布上通过射频磁控溅射技术制备ZnO种子层；然后通过化学水浴法在纺布上合成ZnO纳米阵列，形成有ZnO纳米阵列的无纺布基底；

ZnO纳米阵列中纳米柱的直径为100nm-1μm；

(3)将步骤(1)制得的被金属离子修饰的石墨烯分散液置于抽滤系统中，将步骤(2)制得的有ZnO纳米阵列的无纺布基底置于抽滤纸的顶端，通过真空抽滤使得被金属离子修饰的石墨烯附着在ZnO纳米阵列间的缝隙中，并包覆ZnO柱，得到带有ZnO纳米阵列模板的石墨烯纤维纸和滤纸，剥离滤纸后，通过醋酸刻蚀石墨烯纤维纸上的ZnO纳米阵列，得到石墨烯基复合三维纤维纸。

2.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯粉末预处理的过程为：将氧化石墨烯原液真空抽滤后得到氧化石墨烯，然后超声分散得到氧化石墨烯的初步超声分散液，通过盐酸溶液清洗氧化石墨烯的初步超声分散液，再用去离子水清洗直至初步超声分散液的pH值为中性，将清洗后的氧化石墨烯初步超声分散液抽滤并真空干燥处理后，得到氧化石墨烯粉末。

3.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，前驱液中氧化石墨烯的浓度为0.05-0.5mg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，被金属离子修饰的石墨烯分散液中被金属离子修饰的石墨烯浓度为0.05-0.5mg/mL。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，通过醋酸刻蚀石墨烯纤维纸上的ZnO纳米阵列后，通过去离子水清洗石墨烯纤维纸。

6.根据权利要求5所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，通过去离子水清洗石墨烯纤维纸后，真空干燥处理，得到被金属修饰的石墨烯基三维纤维纸。

7.一种通过权利要求1的制备方法制备出的用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸，其特征在于，包括无纺布基底，无纺布基底上附着有多孔石墨烯复合材料，所述多孔石墨烯复合材料为表面修饰有金属离子的多孔石墨烯，多孔石墨烯的孔径大小为100nm-1μm。

8.根据权利要求7所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸，其特征在于，所述金属离子为锌离子、银离子或铝离子。