一種納米磁性聚賴氨酸/（石墨烯?碳納米管）生物吸附材料的制備方法及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯?碳納米管)生物吸附材料制備方法和應(yīng)用。特別涉及采用化學(xué)共沉淀法將磁性微粒沉積到石墨烯?碳納米管表面，采用表面接枝技術(shù)將聚賴氨酸修飾到磁性（石墨烯?碳納米管）雜化體上。本發(fā)明中的吸附材料具有大的比表面積和豐富的吸附位點(diǎn)，因此該吸附材料具有吸附量大，吸附平衡快，易分離，吸附范圍廣，水溶性及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。該吸附材料對重金屬鉛離子的最大吸附量為374.53 mg·g?1，對亞甲基藍(lán)的最大吸附量為549.45 mg·g?1，對檸檬黃的最大吸附量為432.90 mg·g?1。本發(fā)明中的吸附材料經(jīng)過簡單富集脫附可再次重復(fù)使用，降低了工業(yè)處理廢水的成本。
【專利說明】
一種納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備以及用該吸附材料對模擬廢水中的重金屬鉛離子，有機(jī)陽離子染料亞甲基藍(lán)及有機(jī)陰離子檸檬黃的測定。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)化和城市化的發(fā)展導(dǎo)致了大量的有毒重金屬及染料排進(jìn)生活環(huán)境中。有毒重金屬及染料由于不能被生物降解且在食物鏈中富集，這導(dǎo)致了重金屬離子及染料廣泛的存在土壤及水體中。長期接觸重金屬離子及染料會導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腎臟疾病、殘疾，甚至死亡。
[0003]賴氨酸是具有良好的生物相容性的天然高分子化合物，被認(rèn)為是水處理領(lǐng)域中最具潛力的環(huán)境友好型吸附材料。聚賴氨酸是一種天然多肽，它具有大量的活性氨基基團(tuán)，良好的水溶性以及靈活的分子骨架。功能化的聚賴氨酸納米材料體系中含有豐富的陽離子，通過靜電作用吸引帶有陰離子的物質(zhì)。此外，聚賴氨酸的結(jié)構(gòu)還決定它還能與很多金屬離子發(fā)生螯合作用。
[0004]性高分子材料是將高分子物質(zhì)與無機(jī)磁性物質(zhì)結(jié)合起來。由于其具有特有的磁響應(yīng)性，在外加電場的作用下可以實(shí)現(xiàn)磁性高分子材料與溶液的快速高效的分離。引入磁性微粒獲得的磁性高分子材料還可以通過改性、共聚等賦予其多種功能性基團(tuán)，進(jìn)而結(jié)合各種先進(jìn)材料，使其具有雙重或多重功能。
[0005]年來，以石墨烯和碳納米管為代表的碳基材料吸附劑成為了備受關(guān)注的明星材料。這主要得益于碳基材料良好的化學(xué)穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的多樣性，密度低，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)異的特點(diǎn)。石墨烯具有大的比表面積，良好的熱穩(wěn)定性及良好的機(jī)械性能，這使得石墨烯具有良好的吸附性能。碳納米管多孔結(jié)構(gòu)及高密度的η電子，使污染物具有更高的擴(kuò)散速率，從而導(dǎo)致了更高的吸附速率。碳納米管與石墨烯通過J1-Ji超分子作用結(jié)合成穩(wěn)定的雜化體，碳納米管的加入解決了石墨烯局部易團(tuán)聚的問題，增加了石墨烯層間距，進(jìn)而賦予石墨烯-碳納米管雜化體更大的比表面積。
[0006]以石墨烯-碳納米管為基體，引入磁性微粒，并將聚賴氨酸接枝到其表面，制備納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料。該吸附材料良好的機(jī)械性能，具大的比表面積，豐富的吸附位點(diǎn)，特有的磁響應(yīng)以及良好的水溶性賦予了該吸附材料高的吸附量，快的吸附速率，易分離及高的重復(fù)使用率的優(yōu)勢。該吸附材料可用于廢水中重金屬的分離富集和有機(jī)物廢水的處理，為各種廢水尤其是工業(yè)廢水的處理提供了一個(gè)理想的新型功能化吸附材料，為環(huán)境污染物的處理和廢物回收利用提供了簡單易行的方法和手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的一些問題提出一種納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備方法。
[0008]發(fā)明的另一目的是提供該納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料在脫除廢水中重金屬鉛離子，陽離子染料亞甲基藍(lán)及陰離子染料檸檬黃的應(yīng)用。
[0009](一)納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備 (I)氧化石墨烯的制備:
石墨粉、高錳酸鉀冰水浴機(jī)械混勻后滴加混酸，加熱回流一定時(shí)間，冰浴條件下加入雙氧水，直至不再發(fā)生反應(yīng)。得到的生成物進(jìn)行離心、洗滌，得到表面功能化的石墨烯溶液。其具體參數(shù):混酸中濃硝酸與濃硫酸的體積比為1:8?1:10，石墨粉與高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:5?1:8，活化溫度60?70 °C，活化時(shí)間12?16 h。
[0010](2)氧化石墨烯-碳納米管的制備:
氧化石墨烯水溶液、碳納米管、對甲苯磺酸加入到N，N二甲基甲酰胺溶液中，水浴加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，離心分離、洗滌至中性，得到氧化石墨烯-碳納米管懸浮液。其具體參數(shù):氧化石墨烯與碳納米管的質(zhì)量比為10:1?10:5，反應(yīng)溫度55?65 ° C，反應(yīng)時(shí)間20?25 h。
[0011 ] (3)磁性氧化石墨烯-碳納米管的制備:
將FeCl3.6H20, FeSO4.7H20溶液加入到氧化石墨烯-碳納米管懸浮液中，然后升溫，滴加NaOH溶液，使磁性微粒沉積到氧化石墨烯-碳納米管表面。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，得到磁性氧化石墨烯-碳納米管懸浮液。其具體參數(shù)= FeCl3.6H20與FeSO4.7H20的質(zhì)量比為1:1-3:1 ,FeCl3.6H20與氧化石墨烯-碳納米管的質(zhì)量比為3.2:1-3.8:1,反應(yīng)溫度60-80 °C，反應(yīng)時(shí)間2?4 ho
[0012](4)磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)的制備:
將聚賴氨酸、EDC.HCl、NHS加入到磁性氧化石墨烯-碳納米管懸浮液，調(diào)節(jié)pH，升溫反應(yīng)。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，干燥后，得到磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)。其具體參數(shù):聚賴氨酸與磁性氧化石墨烯-碳納米管的質(zhì)量比為1:5?1:15，pH范圍6?7，反應(yīng)溫度70?80 °C，反應(yīng)時(shí)間22?26 h。
[0013](二)納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的吸附性能 (I)對含重金屬鉛離子模擬廢水的吸附試驗(yàn):
取含重金屬鉛離子濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL，pH=6。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩30 min，靜置取樣，隨后用原子吸收分光光度法檢測殘余的重金屬鉛離子濃度，計(jì)算吸附量。
[0014]測試結(jié)果:吸附材料為2 mg,25 °(:恒溫震蕩30 min，pH=6，吸附量為374.53 mg.g—、
[0015](2)對含亞甲基藍(lán)模擬廢水的吸附試驗(yàn):
取含亞甲基藍(lán)濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL，pH=8。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的亞甲基藍(lán)濃度，計(jì)算吸附量。
[0016]測試結(jié)果:吸附材料為2 mg,25 °(:恒溫震蕩60 min，pH=8，吸附量為549.45 mg.g—、
[0017](3)對含檸檬黃模擬廢水的吸附試驗(yàn): 取含檸檬黃濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL，pH=2。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的檸檬黃濃度，計(jì)算吸附量。
[0018]測試結(jié)果:吸附材料為2 mg，25 °(:恒溫震蕩60 min，pH=2，吸附量為432.90 mg.g—、
[0019 ]綜上所述，本發(fā)明制備的納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料對廢水中的鉛離子、亞甲基藍(lán)及檸檬黃具有很好的吸附性能。因此，本吸附材料可用于處理含重金屬鉛離子、有機(jī)陽離子亞甲基藍(lán)及有機(jī)陰離子檸檬黃的廢水。
[0020]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、碳納米管的加入防止氧化石墨烯的局部團(tuán)聚，增大了吸附材料的比表面積。
[0021]2、引入含有豐富活性氨基的聚賴氨酸，增加了吸附位點(diǎn)，從而提高了吸附量及吸附速率，并且提高了水溶性及穩(wěn)定性。
[0022]3、無二次污染，是一種環(huán)境友好型吸附材料。
[0023]4、外加磁場即可快速高效分離，解決了吸附材料難分離的實(shí)際應(yīng)用問題。分離后的納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料經(jīng)過簡單富集脫附即可再次重復(fù)使用，且5次重復(fù)吸附后仍可保持較高的吸附能力。
[0024]5、本吸附材料吸附范圍廣。本發(fā)明利用高分子螯合劑的強(qiáng)螯合力去除重金屬離子，利用羥基、羧基、氨基及酰胺鍵的強(qiáng)吸附能力去除有機(jī)陽離子染料及有機(jī)陰離子染料。
【附圖說明】
[0025]圖1是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料合成機(jī)理示意圖；
圖2是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料掃描電鏡圖；
圖3是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料紅外光譜示意圖；
圖4是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料XRD示意圖；
圖5是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)示意圖；
圖6是納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料Langmuir吸附等溫線示意圖。
[0026]
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過具體實(shí)施對本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備及其對重金屬鉛離子，亞甲基藍(lán)和檸檬黃的吸附性能作進(jìn)一步說明。
[0028]實(shí)例一
1、納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備 A.氧化石墨烯的制備:
冰浴條件下，稱取0.5 g膨脹石墨粉、I g高錳酸鉀，攪拌均勻后，加入40 mL的混酸(濃硝酸與濃硫酸的體積比為1:8)，水浴60 ° C，加熱回流，反應(yīng)12 h。冰浴條件下，緩慢滴加過氧化氫，直至不再發(fā)生任何反應(yīng)，離心，用蒸餾水及無水乙醇一次洗滌。超聲，得到金黃色粘稠液體。
[0029]B.氧化石墨烯-碳納米管的制備:
將0.1 g氧化石墨烯水溶液，0.0I g碳納米管，0.1 g對甲苯磺酸加入到N，N_二甲基甲酰胺溶液中，超聲，水浴加熱到55 °(:恒溫反應(yīng)20 h。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離，洗滌至中性，得到氧化石墨稀-碳納米管懸浮液。
[0030]C.磁性氧化石墨烯-碳納米管的制備:
將3.2 g FeCl3.6H2O, 3.2 g FeSO4.7H20混合溶液吣條件下加入到氧化石墨烯-碳納米管懸浮液中(Fe3+與氧化石墨烯-碳納米管質(zhì)量比為3.2:1)，升溫至60。C，滴加NaOH溶液，繼續(xù)反應(yīng)2 h。使磁性微粒沉積到氧化石墨烯-碳納米管表面。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，得到磁性氧化石墨烯-碳納米管懸浮液。
[0031]D.磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)的制備:
將1.0 g聚賴氨酸、400 mg EDC.HCU240 mg NHS加入到0.2 g磁性氧化石墨稀-碳納米管懸浮液，調(diào)節(jié)pH=6，升溫70 °C反應(yīng)22 h。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，干燥后，得到磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)。
[0032]2、吸附性能的測定
(I)對含重金屬鉛離子模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含重金屬鉛離子濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL, pH=6。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩30 min，靜置取樣，隨后用原子吸收分光光度法檢測殘余的重金屬鉛離子濃度，吸附量為297.45 mg.g—、
[0033](2)對含亞甲基藍(lán)模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含亞甲基藍(lán)濃度為20 mg.!/1的模擬廢水20 mL，pH=8。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的亞甲基藍(lán)濃度，吸附量為397.63 mg.g—1。
[0034](3)對含檸檬黃模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含檸檬黃濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20mL, pH=2。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的檸檬黃濃度，吸附量為279.43 mg.g—、
[0035]實(shí)例二
1、納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備 A.氧化石墨烯的制備
冰浴條件下，稱取0.5 g膨脹石墨粉、2 g高錳酸鉀，攪拌均勻后，加入40 mL的混酸(濃硝酸與濃硫酸的體積比為1:9)，水浴65 ° C，加熱回流，反應(yīng)14 h。冰浴條件下，緩慢滴加過氧化氫，直至不再發(fā)生任何反應(yīng)，離心，用蒸餾水及無水乙醇一次洗滌。超聲，得到金黃色粘稠液體。
[0036]B.氧化石墨烯-碳納米管的制備
將0.1 g氧化石墨烯水溶液，0.03 g碳納米管，0.1 g對甲苯磺酸加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超聲，水浴加熱到60 °(:恒溫反應(yīng)23 h。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離，洗滌至中性，得到氧化石墨稀-碳納米管懸浮液。
[0037]C.磁性氧化石墨烯-碳納米管的制備
將6.4 g FeCl3.6H2O, 3.2 g FeSO4.7H20混合溶液吣條件下加入到氧化石墨烯-碳納米管懸浮液中(Fe3+與氧化石墨烯-碳納米管質(zhì)量比為3.5:1)，升溫至70。C，滴加NaOH溶液，繼續(xù)反應(yīng)3 h。使磁性微粒沉積到氧化石墨烯-碳納米管表面。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，得到磁性氧化石墨烯-碳納米管懸浮液。
[0038]D.磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)的制備
將2.0 g聚賴氨酸、400 mg EDC.HCU240 mg NHS加入到0.2 g磁性氧化石墨稀-碳納米管懸浮液，調(diào)節(jié)pH=6.5，升溫75 °C反應(yīng)24 h。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，干燥后，得到磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)。
[0039]2、吸附性能的測定
(I)對含重金屬鉛離子模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含重金屬鉛離子濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL, pH=6。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩30 min，靜置取樣，隨后用原子吸收分光光度法檢測殘余的重金屬鉛離子濃度，吸附量為374.53 mg.g—、
[0040](2)對含亞甲基藍(lán)模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含亞甲基藍(lán)濃度為20 mg.!/1的模擬廢水20 mL, pH=8。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的亞甲基藍(lán)濃度，吸附量為549.45 mg.g—1。
[0041 ] (3)對含檸檬黃模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含檸檬黃濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20mL, pH=2。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的檸檬黃濃度，吸附量為432.90 mg.g一、
[0042]實(shí)例三
1、納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備 A.氧化石墨烯的制備:
冰浴條件下，稱取0.5 g膨脹石墨粉、3 g高錳酸鉀，攪拌均勻后，加入40 mL的混酸(濃硝酸與濃硫酸的體積比為1:10)，水浴70 ° C，加熱回流，反應(yīng)16 h。冰浴條件下，緩慢滴加過氧化氫，直至不再發(fā)生任何反應(yīng)，離心，用蒸餾水及無水乙醇一次洗滌。超聲，得到金黃色粘稠液體。
[0043]B.氧化石墨烯-碳納米管的制備:
將0.1 g氧化石墨烯水溶液，0.05 g碳納米管，0.1 g對甲苯磺酸加入到N，N_二甲基甲酰胺溶液中，超聲，水浴加熱到65 °(:恒溫反應(yīng)25 h。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離，洗滌至中性，得到氧化石墨稀-碳納米管懸浮液。
[0044]C.磁性氧化石墨烯-碳納米管的制備
將9.6 g FeCl3.6H2O, 3.2 g FeSO4.7H20混合溶液吣條件下加入到氧化石墨烯-碳納米管懸浮液中(Fe3+與氧化石墨烯-碳納米管質(zhì)量比為3.8:1)，升溫至80。C，滴加NaOH溶液，繼續(xù)反應(yīng)4 h。使磁性微粒沉積到氧化石墨烯-碳納米管表面。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，得到磁性氧化石墨烯-碳納米管懸浮液。
[0045]D.磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)的制備
將3.0 g聚賴氨酸、400 mg EDC.HCU240 mg NHS加入到0.2 g磁性氧化石墨稀-碳納米管懸浮液，調(diào)節(jié)pH=7，升溫80 °C反應(yīng)26 h。利用外加磁場進(jìn)行分離，數(shù)次洗滌，干燥后，得到磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)。
[0046]2、吸附性能的測定
(I)對含重金屬鉛離子模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含重金屬鉛離子濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20 mL, pH=6。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩30 min，靜置取樣，隨后用原子吸收分光光度法檢測殘余的重金屬鉛離子濃度，吸附量為328.92 mg.g—、
[0047](2)對含亞甲基藍(lán)模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含亞甲基藍(lán)濃度為20 mg.!/1的模擬廢水20 mL, pH=8。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的亞甲基藍(lán)濃度，吸附量為427.19 mg.g—1。
[0048](3)對含檸檬黃模擬廢水的吸附試驗(yàn):取含檸檬黃濃度為20 mg.L—1的模擬廢水20mL, pH=2。向模擬廢水中加入本發(fā)明納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料，吸附材料加入起始量為2 mg，恒溫震蕩60 min，靜置取樣，隨后用紫外分光光度法檢測殘余的檸檬黃濃度，吸附量為346.64 mg.g—1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料的制備，其特征在于方法依次包括以下A、B、C、D四個(gè)步驟: A.氧化石墨烯的制備: 膨脹石墨粉在強(qiáng)氧化劑和混酸的存在下經(jīng)過氧化和表面活化處理得到表面含有羧基、羥基、環(huán)氧基等多種官能團(tuán)的氧化石墨烯； B.石墨烯-碳納米管的制備: 氧化石墨烯與酸化的碳納米管在N，N:甲基甲酰胺溶液中經(jīng)過物理混雜，使碳納米管在氧化石墨烯層間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，得到比表面積大的石墨烯-碳納米管雜化體； C.磁性(石墨烯-碳納米管)的制備: 將FeCl3.6H20, FeSO4.7H20溶液加入到石墨烯-碳納米管懸浮液中，然后滴加NaOH溶液，生成的Fe3O4磁性微粒沉積在石墨烯-碳納米管的表面，生成磁性(石墨烯-碳納米管)； D.磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)的制備: 將聚賴氨酸、EDC.HCl、NHS加入到磁性(石墨烯-碳納米管)懸浮液中，使聚賴氨酸與磁性(石墨烯-碳納米管)發(fā)生鍵合和交聯(lián)反應(yīng)，利用外加磁場進(jìn)行分離，洗滌、干燥得到磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氧化石墨烯制備過程中，強(qiáng)氧化劑為高錳酸鉀，混酸中濃硝酸與濃硫酸的的體積比為1:8?1:10，石墨粉與高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:5?1:8，活化溫度為60?70 °C，活化時(shí)間為12?16 h。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于石墨烯-碳納米管制備過程中，所用溶劑為N，N二甲基甲酰胺溶液，氧化石墨烯與碳納米管的質(zhì)量比為10:1-10:5,反應(yīng)溫度為55?65 ° C，反應(yīng)時(shí)間為20?25 ho4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于磁性(石墨烯-碳納米管)制備過程中，生成的磁性微粒的粒徑為10?40 nm,FeCl3.6H2O與FeSO4.7H20的質(zhì)量比為1:1?3:1 ,FeCl3.6H20與氧化石墨烯-碳納米管的質(zhì)量比為3.2:1-3.8:1,反應(yīng)溫度為60?80 ° C，反應(yīng)時(shí)間為2?4ho5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)制備過程中，選用的活化試劑為EDC.HC1+NHS，聚賴氨酸與磁性氧化石墨烯-碳納米管的質(zhì)量比為1:5?1:15，pH范圍為6?7，反應(yīng)溫度為70?80 °C，反應(yīng)時(shí)間為22?26 h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料去除廢水中鉛的方法，其特征在于:廢水中鉛離子的濃度控制在10?60 mg.L—S吸附反應(yīng)的溫度為15?45 ° C，吸附反應(yīng)的pH為I?6，所述分離步驟為利用磁鐵分離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料去除廢水中亞甲基藍(lán)的方法，其特征在于:廢水中亞甲基藍(lán)的濃度控制在10?60 mg.L—S吸附反應(yīng)的溫度為15?45 ° C，吸附反應(yīng)的pH為2?12，所述分離步驟為利用磁鐵分離。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用納米磁性聚賴氨酸/(石墨烯-碳納米管)生物吸附材料去除廢水中檸檬黃的方法，其特征在于:廢水中檸檬黃的濃度控制在10?60 mg.L—S吸附反應(yīng)的溫度為15?45 ° C，吸附反應(yīng)的pH為2?10，所述分離步驟為利用磁鐵分離。
【文檔編號】C02F1/28GK106076271SQ201610476814
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】扈丹, 周春華, 李曉會
【申請人】濟(jì)南大學(xué)