氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105642246A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610174840.9C02F1/28(2006.01)(22)申请日2016.03.25(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新区科学大道100号(72)发明人郑学晶李潇潇闫婷婷裴莹刘捷汤克勇(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人时立新杨海霞(51)Int.Cl.B01J20/24(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球的制备方法，其包括如下步骤：1）将壳聚糖、氧化石墨烯均匀分散于醋酸溶液中获得氧化石墨烯/壳聚糖溶液；2）将氧化石墨烯/壳聚糖溶液滴加至氢氧化钠溶液中固化成微球，用去离子水清洗至中性，将微球进行冷冻干燥得到氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球。本发明制得的微球尺寸形貌可控、均匀，氧化石墨烯上的羧基与壳聚糖上的氨基相互作用，将壳聚糖蜂窝状结构与氧化石墨烯多孔层状结构层层组装在一起，同时氧化石墨烯又起到交联剂的作用，提高了复合微球的强度，得到了一种性能良好的微球，可用于染料废水的吸附处理。CN105642246ACN105642246A权利要求书1/1页1.一种氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将壳聚糖、氧化石墨烯均匀分散于醋酸溶液中获得氧化石墨烯/壳聚糖溶液；2）将氧化石墨烯/壳聚糖溶液滴加至氢氧化钠溶液中固化成微球，用去离子水清洗至中性，将微球进行冷冻干燥即得。2.如权利要求1所述的氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的氧化石墨烯/壳聚糖溶液中，壳聚糖的质量分数为1%，氧化石墨烯和壳聚糖的质量比为0.0005～0.005：1，醋酸的质量分数为1%。3.如权利要求1所述的氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球的制备方法，其特征在于，步骤2）中，使用注射器将氧化石墨烯/壳聚糖溶液滴加至2－4wt%的氢氧化钠溶液中固化成若干粒径3－4mm的微球。4.如权利要求1所述的氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球的制备方法，其特征在于，步骤2）中去离子水清洗后的微球先用液氮预冷冻，然后于-53℃真空干燥12h。5.采用权利要求1至4任一所述方法制备得到的氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球。6.权利要求5所述氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球在吸附废水中阴离子染料方面的应用。7.如权利要求6所述氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球在吸附废水中阴离子染料方面的应用，其特征在于，所述阴离子染料为刚果红、酸性红、酸性橙、活性橙、活性蓝、酸性蓝或酸性品红。8.如权利要求6所述氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球在吸附废水中阴离子染料方面的应用，其特征在于，废水中阴离子染料浓度范围300－1800mg/ml，废水pH范围为2－7，废水温度30－50℃；氧化石墨烯/壳聚糖多孔微球复合材料在废水中的添加量为2－10mg/ml。2CN105642246A说明书1/5页氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯/壳聚糖多孔复合微球、制备方法以及其在吸附废水中阴离子染料方面的应用。背景技术[0002]随着工业的快速发展，在印染、造纸、制革、电镀等生产过程中会产生大量的废水，废水中含有染料、重金属、蛋白质、盐类、油脂、硫化物等对环境有害的物质。含染料废水的处理是一项棘手的工作。染料的化学稳定性强，不易生物降解；染料降低了水的透光性，干扰了水生生物的光合作用，抑制了水生生物的生长；而且某些染料含有致癌物质，通过食物链的迁移等作用，会对人类的健康造成极其严重的影响。目前，使用的印染废水处理方法，可大致分为物化法、生化法、吸附法。其中物化法和生化法存在诸多缺陷，如在实际应用中局限性较大、成本高、可操作性差、容易造成二次污染等，而吸附法成本相对低廉、操作简单，是目前的研究热点。因此，开发一种稳定高效的吸附剂对染料废水处理具有十分重要的现实意义。[0003]壳聚糖（聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖）是甲壳素经过脱乙酰作用得到的，甲壳素是地球上除纤维素以外的第二大类多糖，壳聚糖分子中的氨基可以在酸性环境下发生质子化而带上正电荷，这使壳聚糖对多种阴离子染料具有较高的吸附能力。然而，壳聚糖机械强度较低，在酸性条件下易发生破碎，限制了壳聚糖材料在废水处理中的应用。[0004]氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，与其它石墨烯功能化衍生物所不同的是，氧化石墨烯表