Brodie法制备的氧化石墨和10ml去离子水混合，置于超声波清洗仪中，200W超声分散20min后搅拌过夜，得到分散均匀呈深棕色的0.5mg/ml的氧化石墨烯水分散液。
[0085](3)将丙酮置于保温良好的敞口杜瓦瓶中，边搅拌边加入干冰碎块，直至基本无法搅动，即形成了粘稠的干冰/丙酮冷却浴。将装有乙酸乙酯和甲苯的烧杯放入干冰/丙酮冷却浴中冷却作为接收液。同时，将配制好的0.5mg/ml的氧化石墨烯水分散液装入静电喷雾装置上的注射器中，调节注射器喷头高度使之与接收液相隔合适的距离后，调节电压为5Kv，开始喷雾并在接收液中快速冷却液滴微球。
[0086](4)用筛子快速过滤接收液得到棕黑色氧化石墨烯冰微球，转入冷冻干燥机中，在真空度20Pa，温度_50°C条件下，干燥24h得到棕色氧化石墨烯气凝胶微球。
[0087](5)将得到的氧化石墨烯气凝胶微球在惰性气体保护下800W微波功率辐照热还原7min，即得到黑色轻质石墨稀气凝胶微球。平均粒径为220 μπι，密度为0.35kg/m3。
[0088]实施例9
[0089](I)制备氧化石墨:天然石墨经Staudemaier氧化法制备为氧化石墨。
[0090](2)配制氧化石墨烯水分散液:室温下，将0.35g Staudemaier法制备的氧化石墨和10ml去离子水混合，置于超声波清洗仪中，400W超声分散25min后搅拌过夜，得到分散均勾呈深棕色的3.5mg/ml的氧化石墨稀水分散液。
[0091](3)将乙酸乙酯置于保温良好的敞口杜瓦瓶中，边搅拌边加入大量液氮，直至形成雪泥状液氮/乙酸乙酯冷却浴。将装有正己烷和正庚烷的烧杯放入液氮/乙酸乙酯冷却浴中冷却作为接收液。同时，将配制好的3.5mg/ml的氧化石墨烯水分散液装入压力喷雾装置上的压力腔中，调节喷头高度使之与接收液相隔合适的距离后，打开压力栗并调节到200Mpa，开始喷雾并在接收液中快速冷却液滴微球。
[0092](4)用筛子快速过滤接收液得到棕黑色氧化石墨烯冰微球，转入冷冻干燥机中，在真空度20Pa，温度_50°C条件下，干燥24h得到棕色氧化石墨烯气凝胶微球。
[0093](5)将得到的氧化石墨烯气凝胶微球置于马弗炉中在惰性气体保护下按10°C /min的升温速度升温至800°C并保持2小时即得到黑色轻质石墨烯气凝胶微球。平均粒径为 45 μ m，密度为 2.3kg/m3。
[0094]实施例10
[0095](I)制备氧化石墨:天然石墨经Staudemaier氧化法制备为氧化石墨。
[0096](2)配制氧化石墨烯水分散液:室温下，将2g Staudemaier法制备的氧化石墨和10ml去离子水混合，置于超声波清洗仪中，400W超声分散50min后搅拌过夜，得到分散均匀呈深棕色的20mg/ml的氧化石墨烯水分散液。
[0097](3)将碎冰置于保温良好的敞口杜瓦瓶中，加入氯化钠粉末，搅拌均匀形成碎冰/氯化钠冷却浴。将装有正己烷和正庚烷的烧杯放入碎冰/氯化钠冷却浴中冷却作为接收液。同时，将配制好的20mg/ml的氧化石墨烯水分散液装入静电喷雾装置上的注射器中，调节注射器喷头高度使之与接收液相隔合适的距离后，调节电压为20Kv，开始喷雾并在接收液中快速冷却液滴微球。
[0098](4)用筛子快速过滤接收液得到棕黑色氧化石墨烯冰微球，转入冷冻干燥机中，在真空度20Pa，温度_50°C条件下，干燥24h得到棕色氧化石墨烯气凝胶微球。
[0099](5)将得到的氧化石墨烯气凝胶微球置于马弗炉中在惰性气体保护下按8°C /min的升温速度升温至800°C并保持4小时即得到黑色轻质石墨烯气凝胶微球。平均粒径为176 μ m，密度为 16.7kg/m3。
[0100]应用实例I
[0101]称取实施例3所制备石墨烯气凝胶微球lOOmg，放入到实验室常见的有机溶剂为丙酮，甲苯，四氢呋喃，1，4 二氧六环和氯仿中吸附1min至饱和后，称取吸附了有机溶剂后微球的质量，分别为6.2g，8.7g，9.lg，15.2g和17.9g，故吸附量分别为6.lg，8.6g，9.0g,15.1g和17.8g。通过计算得到微球的吸附能力Q分别为61g/g，86g/g，90g/g，151g/g和178g/g。结果详见图4所示。结果表明，石墨烯气凝胶微球对有机溶剂具有优异的吸附能力。
[0102]应用实例2
[0103]称取实施例4所制备石墨烯气凝胶微球lOOmg，放入到常见的易造成环境污染的油类为柴油，汽油，废弃植物油和栗油中吸附10-15min至饱和后，称取吸附了油品后微球的质量，分别为8.8g，8.0g, 10.0g和10.6g，故吸附量分别为8.7g，7.9g，9.9g和10.5g。通过计算得到微球的吸附能力Q分别为87g/g，79g/g，99g/g和105g/g。结果表明，石墨稀气凝胶微球对油类具有优异的吸附能力。
【主权项】
1.一种石墨稀气凝胶微球，其特征在于该石墨稀气凝胶微球的起始原料由以下组分制成，按重量份计为: 去离子水100份 氧化石墨0.05-2份。2.根据权利要求1所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤: (1)氧化石墨的制备 将天然石墨经化学氧化法制备成氧化石墨，其中化学氧化法为Brodie氧化法，Staudemaier氧化法，Hummer法或改进的Hummer法中的任一种； (2)氧化石墨烯水分散液的制备 将去离子水100份，氧化石墨0.05-2份均匀混合后经200-400W超声剥离20_50min制备成分散液，浓度为0.5-20mg/mL ; (3)通过喷雾法将氧化石墨烯水分散液雾化成氧化石墨烯液滴微球，并置于冷却浴中的接收液收集，其中，喷雾法为压力喷雾，超声喷雾或静电喷雾中的任一种； (4)过滤上述接收液得到氧化石墨烯冰微球，冷冻干燥后获得氧化石墨烯气凝胶微球； (5)将上述氧化石墨烯气凝胶微球通过热还原法得到石墨烯气凝胶微球。3.根据权利要求2所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于压力喷雾的压力为10-200Mpa，超声喷雾的超声功率为10_150kHz，静电喷雾的电压为5_20kv。4.根据权利要求2所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于冷却浴为冰/氯化钠浴，干冰/丙酮浴或液氮/乙酸乙酯浴中的任一种。5.根据权利要求2所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于接收液为乙酸乙酯，甲苯，正己烷和正庚烷中的至少一种。6.根据权利要求2所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于热还原法为在惰性气体保护下马弗炉中程序升温热还原或微波辐照热还原。7.根据权利要求6所述石墨烯气凝胶微球的制备方法，其特征在于程序升温热还原为5-10°C /min升温至800°C，并保持2_5h ;微波辐照热还原为功率为600-800W并保持1-1Omin08.根据权利要求1所述石墨烯气凝胶微球的用途，其特征在于该石墨烯气凝胶微球用于环境污染物吸附。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯气凝胶微球及其制备方法和用途,其特点是：(1)制备氧化石墨；(2)制备氧化石墨烯水分散液；(3)将氧化石墨烯水分散液通过喷雾法雾化成氧化石墨烯液滴微球，同时由置于冷却浴中的接收液收集；(4)过滤接收液得到氧化石墨烯冰微球，冷冻干燥获得氧化石墨烯气凝胶微球；(5)所得氧化石墨烯气凝胶微球通过热还原法得到石墨烯气凝胶微球。该制备方法简单便捷，无环境污染，所得石墨烯气凝胶微球大小较为均一，比表面积大，具有稳定的中心发散状的多孔道网络结构，用于环境污染物吸附。
【IPC分类】B01J20/28, B01D15/08, C01B31/04, B01J13/00, B01J13/02, B01J20/20, E02B15/04, B01J20/30
【公开号】CN105195067
【申请号】CN201510585651
【发明人】夏和生, 廖述驰, 翟天亮
【申请人】四川大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月15日