[发明专利]一种纳米PS-CHO/RGO复合微球的制备方法及其降解亚甲基蓝的方法

说明书

本发明涉及石墨烯基复合功能材料制备及应用领域内一种纳米PS‑CHO/RGO复合微球的制备方法及其降解亚甲基蓝的方法，制备纳米PS‑CHO/RGO复合微球时首先分别制备单分散的聚苯乙烯醛基微球和氧化石墨烯，然后以聚苯乙烯醛基微球为载体，硼氢化钠为还原剂，通过原位聚合法使还原氧化石墨烯包裹于微球表面，制备纳米PS‑CHO/RGO复合微球材料。再将PS‑CHO/RGO复合微球与乙醇按2.3～2.7 g/L浓度混合配制，然后投入含亚甲基蓝的印染废水中混合，使混合液中PS‑CHO/RGO复合微球与亚甲基蓝的质量比为1～3：1，搅拌混合10～15min后，向混合液中加入过硫酸氢钾水溶液，使混合液中过硫酸氢钾的质量浓度为0.48～0.52 g/L，连续搅拌使混合液颜色从蓝色逐渐变浅至无色完成亚甲基蓝的降解。

技术领域

本发明涉及石墨烯基复合功能材料制备技术领域，特别涉及一种纳米PS-CHO/RGO复合微球的制备方法及其降解亚甲基蓝的方法。

背景技术

石墨烯（GE）是由碳原子的sp²杂化组成的蜂窝状二维晶体结构，其厚度为单原子层厚，是制备其他石墨烯基复合材料的基础。因其高导热率，出众的机械强度，柔韧性和较大的比表面积而广泛应用与于超高速晶体管，生物传感器，能量储备装置，透明电极和电动机械系统等领域。氧化石墨烯（GO）是一种以石墨粉（GP）为原料通过强酸破坏其晶体结构并引入含氧基团，最后超声剥离形成的单层纳米片层的石墨烯衍生物。由化学模型可知，GO是由平坦的芳香型石墨烯碎片及其边缘所带的经基、环氧基和梭基等含氧基团组成。独特的结构特征赋予其诸如两亲性，负电荷和多种含氧基团等特殊的表面化学性质。化学还原石墨烯（RGO）是由GO被强还原剂还原后形成的，相较于GO，RGO展现出极强的电子迁移率。但是，在还原过程中由于sp²碳原子网络的恢复，重新引入了强烈的π-π相互作用破坏了原有的微观结构，因此在吸附、离子迁移、催化等方面带来了不良影响。所以必须要解决到片层之间的堆叠问题。

由于sp²杂化碳原子的电子易离域与其他提供共扼π电子的材料形成相互作用，同时片层上含氧基团易于功能化，因此石墨烯材料易与其他包括高聚物、DNA、金属氧化物和无机纳米粒子等形成复合材料。引入的物质充当片层之间的阻隔物，增大层间距减弱层间相互作用力，该方法优势在于由于阻隔物成功阻止片层间的重新堆叠作用，保证了原始微观结构在还原过程中不受其损害。因此，石墨烯基复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向。

最近的研究中，硫酸根自由基（SO₄^•—）由于较高的氧化电位（2.5-3.1eV）而展现出比羟基自由基（OH^•—2.7eV）更优异的催化活性，具有很强的环境适应能力，可应用于大范围pH值条件下而无任何凝结出现。均相Co(II)/过一硫酸盐（PMS）被证明对各种有机污染物均有较好的降解作用。但是这一体系的弊端在于反应前需要二价钴离Co(II)激发过氧硫酸盐（PMS），而Co(II)几乎不可避免的浸出，对水体和环境造成新的污染。鉴于绿色和可持续发展的新要求，研发出一种环境友好型的无金属催化剂。

发明内容

本发明针对现有技术中氧化还原石墨烯复合材料片层堆叠作用影响材料的吸附、离子迁移和催化性能，提供一种纳米PS-CHO/RGO复合微球的制备方法，以制备分散性好，电子传输效率高的还原氧化石墨烯复合材料。

本发明的目的是这样实现的，一种纳米PS-CHO/RGO复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：首先分别制备单分散的聚苯乙烯醛基微球和氧化石墨烯，然后以聚苯乙烯醛基微球为载体，硼氢化钠为还原剂，通过原位聚合法使还原氧化石墨烯包裹于微球表面，制备纳米PS-CHO/RGO复合微球材料。