[发明专利]石墨烯/纤维素/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明属于纳米材料合成领域，涉及石墨烯/介孔氧化物系列纳米复合材料的制备，特别涉及一种石墨烯/纤维素/二氧化钛纳米复合材料的制备方法及其应用。本发明先利用改进Hummers法制得氧化石墨，经超声得到氧化石墨烯，再将氧化石墨烯用硼氢化钠还原为石墨烯；最后将纤维素、二氧化钛、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和石墨烯混合均匀后制得石墨烯/纤维素/二氧化钛复合材料。本发明合成步骤简单，将所制得的石墨烯/纤维素/二氧化钛复合材料作为吸附剂，以孔雀石绿染料溶液为吸附对象，实验结果表明该复合材料具有优异的吸附去除效果。应用该复合材料处理污水中的染料，具有操作简单、方便易得、吸附率高等优点，工业化可望有较好的实用价值。

主权项

一种石墨烯/纤维素/二氧化钛纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将氧化石墨加入去离子水中，超声分散0.5～5h，然后向超声剥离后的氧化石墨烯溶液加入硼氢化钠，在35～100℃反应0.5～6h，待反应结束，抽滤，用二次去离子水洗涤滤饼，收集所得黑色物质，在50^oC下真空干燥即得到石墨烯；其中，所述氧化石墨与去离子水的质量比为1:100～1000；氧化石墨与硼氢化钠质量比为1:2～15；B、将石墨烯加入去离子水中，超声分散0.5～5h；其中，所述石墨烯与去离子水的质量比为1:100～500h；C、将纤维素放入去离子水中超声分散0.5～5h，向分散好的纤维素溶液加入介孔二氧化钛粉末，在20～100℃水浴中机械搅拌反应0.5～5h，使二氧化钛负载在纤维素上；其中，所述纤维素与去离子水的质量比为1:100～700；所述纤维素质量占二氧化钛与纤维素总质量为16.67～75%；D、向上述体系加入步骤Ｂ所得石墨烯溶液，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵后搅拌反应1～8h，优选5h，产物离心，用去离子水洗涤， 60℃真空干燥，研磨后即得石墨烯/纤维素/二氧化钛复合材料；其中，所述石墨烯用量为石墨烯、纤维素和二氧化钛总质量的20～60%；表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的用量为石墨烯质量的5～25%。