一种氧化石墨烯改性活性炭及其制备方法.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CN109513422A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811396279.4(22)申请日2018.11.19(71)申请人南京水杯子科技股份有限公司地址210046江苏省南京市南京经济技术开发区恒竞路25号(72)发明人刘洪均陈俊丰龙云良董平谢秀风(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种氧化石墨烯改性活性炭及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氧化石墨烯改性活性炭及其制备方法。首先将氧化石墨烯、助剂、偶联剂及水混合后制得氧化石墨烯的水体分散液；然后将颗粒活性炭浸入所述氧化石墨烯的水体分散液，通过高速搅拌和加热反应制得氧化石墨烯改性活性炭；将制得的氧化石墨烯改性活性炭抽滤、清洗、晾干后，利用热固法通过偶联剂作用将氧化石墨烯固载于活性炭的中空、大孔结构中。以此方法制备的氧化石墨烯改性活性炭保留了活性炭的常规吸附效能，同时提高了其对重金属离子、极性有机物的滤除效能；另外，氧化石墨烯被固载在活性炭的多孔结构上，不易产生泄露的风险，具有很高的安全性，可广泛应用于各类水净化产品中。CN109513422ACN109513422A权利要求书1/1页1.一种氧化石墨烯改性活性炭，其特征在于，氧化石墨烯通过偶联剂作用被固载于活性炭的中孔、大孔结构中。2.一种权利要求1所述的氧化石墨烯改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯的水体分散液：将氧化石墨烯、助剂、偶联剂及水混合制得氧化石墨烯的水体分散液；(2)制备氧化石墨烯改性活性炭：将颗粒活性炭浸入所述步骤(1)制得的氧化石墨烯的水体分散液中，在60-150℃温度条件下进行高速搅拌、加热反应，时间为2-48小时；(3)固载氧化石墨烯改性活性炭：将步骤(2)中制得的氧化石墨烯改性活性炭进行抽滤、清洗、晾干后，利用热固法通过偶联剂作用将氧化石墨烯固载于活性炭的中孔、大孔结构中，所述热固法的加热温度为60-150℃，加热时间为30min至24h。3.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯改性活性炭的制备方法，其特征在于，制备氧化石墨烯的水体分散液的分散方法包括超声波、高速搅拌、球磨搅拌、加热等。4.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述助剂为表面活性剂、消泡剂、分散剂、螯合剂和增稠剂中的至少一种；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、硬脂酸和脂肪酸甘油酯中的至少一种；所述消泡剂为甘油三羟基聚醚、聚二甲基硅氧烷、香叶烯和蒎烯中的至少一种；所述分散剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、白油和亚甲基萘磺酸钠中的至少一种；所述螯合剂为柠檬酸、酒石酸、富马酸、聚甲基丙烯酸和聚丙烯酸中的至少一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和羟乙基纤维素中的至少一种。5.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂和锡偶联剂中的至少一种；优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。2CN109513422A说明书1/4页一种氧化石墨烯改性活性炭及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及水净化领域，尤其涉及一种氧化石墨烯改性活性炭及其制备方法。背景技术[0002]近年来，重金属污染事件频发，据环保部门数据，2009年我国环保部门接报重金属、类金属污染事件12起，致使4035人血铅超标，182人镉超标，引起32起群体事件。最近发生的广西龙江河镉污染事件，污染程度空前，将重金属污染问题推至前沿。重金属主要指铅、汞、砷、铬等，生物毒性显著，对人体危害极大，轻度中毒会引起头痛、头晕、失眠、健忘、精神错乱、关节疼痛等症状，重度中毒将致癌致畸。目前，全国各地更是出现了众多癌症村，重金属污染问题十分严重，政府部门对此非常重视，重金属污染的防治势在必行。这些水处理技术包括海水或盐湖水的淡化、各类微量有毒重金属及各类有机污染物的净化等。随着生活水平的不断提高，生活饮用水健康与安全越来越受到人们的关注与重视，我国净水行业迅速发展，拥有潜在千亿级的市场规模，各类净水产品随之孕育而生。[0003]活性炭是水净化领域常用的滤料，其具有脱色、去味、除余氯的多种功效，但是对重金属的滤除效率不佳。[0004]氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，是一种纳米颗粒，在常态下以一种团聚疏松微米粉末形态存在，其表面具有众多的环氧基、羟基和羧基，具有较强的吸附性，可吸附大