除，测定溶液中剩余三价砷和五价砷离子的浓度、计算其吸附量。
[0035](4)测定结果如图6所示，随着溶液pH值的增加，石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料对溶液中三价砷离子的吸附量先逐渐增大后逐渐减小，表明中性条件有利于吸附的进行;对溶液中五价砷离子的吸附量随着溶液pH增大而减小，表明酸性条件有利于吸附的进行;石墨烯/ 二氧化硅/纳米零价铁复合材料(NZVI/GS)对三价砷和五价砷离子的吸附量都远大于石墨烯/ 二氧化硅复合材料(GS)。
[0036]测试2
对不同吸附时间条件下石墨烯/ 二氧化硅/纳米零价铁复合材料对溶液中三价砷和五价砷离子的吸附量进行对比，具体步骤为: (1)取25mL 10mg/L的三价砷和五价砷溶液分别加入50 ml的具塞锥形瓶，再把0.01 g石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料加入锥形瓶中，然后将锥形瓶置于恒温摇床中；
(2)上述锥形瓶中的三价砷溶液pH值为7，五价砷溶液的pH值为4，恒温摇床温度设定为25°C、转速设定为150 rpm，吸附时间分别为5、15、30、60、90、120、240 min；
(3)上述吸附过程结束后把各锥形瓶中的固液进行分离，完成水溶液中三价砷和五价砷离子的吸附去除，测定溶液中剩余三价砷和五价砷离子的浓度、计算其吸附量。
[0037](4)测定结果如图7所示，随着吸附时间的增加，石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料对溶液中三价砷和五价砷离子的吸附量先迅速增加后渐趋于平衡，吸附时间为2 h接近吸附平衡，石墨烯/ 二氧化硅/纳米零价铁复合材料对三价砷和五价砷离子的吸附量都远大于石墨烯/ 二氧化硅复合材料。
[0038]测试3
对不同初始浓度条件下石墨稀/ 二氧化娃/纳米零价铁复合材料对溶液中三价砷和五价砷离子的吸附量进行对比，具体步骤为:
(1)取25mL不同浓度的三价砷和五价砷溶液分别加入50 ml的具塞锥形瓶，再把0.01g石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料加入锥形瓶中，然后将锥形瓶置于恒温摇床中；
(2)上述锥形瓶中的溶液初始浓度分别为1、5、7、10、15、20，恒温摇床温度设定为25°C、转速设定为150 rpm，震荡时间为2 h，吸附剂的用量为0.4 g/L;
(3)上述吸附过程结束后把各锥形瓶中的固液进行分离，完成水溶液中三价砷和五价砷离子的吸附去除，测定溶液中剩余三价砷和五价砷离子的浓度、计算其吸附量。
[0039](4)测定结果如图8所示，随着初始浓度的增加，石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料对溶液中三价砷和五价砷离子的去除率逐渐减小，三价砷最高去除率可达99.8%，五价砷的最高去除率为99.5%;石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料对三价砷和五价砷离子的去除率都远大于石墨烯/ 二氧化硅复合材料。
[0040]本发明的上述实施例仅为较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限定，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的任何修改、等同替换和改进等，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种石墨稀/ 二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:将氧化石墨超声分散后加入正硅酸乙酯，磁力搅拌充分后干燥，在管式炉中通氮气煅烧，煅烧后的固体加入去离子水，超声分散后通入氮气并加入七水合硫酸亚铁，搅拌均匀后加入还原剂进行还原，反应完成后得到黑色絮状沉淀，经洗涤、抽滤、干燥和研磨过筛后得到石墨烯/ 二氧化娃/纳米零价铁复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)将氧化石墨烯固体加入溶解了浓度为3?5g/L十六烷基三甲基溴化铵的水中，经超声处理后得到改性氧化石墨烯悬浮液； (2)将步骤(1)中得到的改性氧化石墨烯悬浮液中加入适量的正硅酸乙酯，充分磁力搅拌，反应后得到氧化石墨烯/ 二氧化硅悬浮液，离心洗涤并干燥，得到氧化石墨烯/ 二氧化娃固体； (3)将步骤(2)中得到的固体放入管式炉中通入氮气煅烧，得到石墨烯/二氧化硅固体； (4)将步骤(3)中得到的石墨烯/二氧化硅固体加入去离子水超声分散均匀后通入氮气，加入七水合硫酸亚铁，水浴加热至75?85 °C，机械搅拌下加入还原剂，反应完成后得到黑色絮状沉淀； (5)对步骤(4)中得到的黑色絮状沉淀进行洗涤、抽滤、干燥和研磨过筛后得到石墨稀/ 二氧化娃/纳米零价铁复合材料。3.根据权利要求2所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:步骤(1)中，所述超声处理时间为90?120 min，超声处理功率为180?200 W;所述改性氧化石墨稀悬浮液的浓度为0.2?0.4 g/L。4.根据权利要求2所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:步骤(2)的制备方法如下: 将改性氧化石墨烯悬浮液进行磁力搅拌2?3 h后，加入正硅酸乙酯，继续搅拌36?40h，并保持温度在40?45°C，充分反应后，用去离子水对产物进行离心洗涤，直至产物中不含溴离子，干燥后得到氧化石墨烯/ 二氧化硅固体;所述氧化石墨烯与正硅酸乙酯的质量比为1: (13?17)。5.根据权利要求2所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述氮气流量为40?60 mL/min，管式炉煅烧温度为550?650°C，煅烧时间为180?240 min06.根据权利要求2所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于:步骤(4)中，所述还原剂为硼氢化钠;所述石墨烯/二氧化硅固体、七水合硫酸亚铁与硼氢化钠的质量比为1: 9-10: 12?14。7.权利要求1?6任一项所述制备方法制备得到的一种石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料，其特征在于:所述石墨稀/ 二氧化娃/纳米零价铁复合材料包含石墨稀、正娃酸乙酯和七水合硫酸亚铁。8.根据权利要求7所述的石墨稀/二氧化娃/纳米零价铁复合材料，其特征在于:所述石墨烯通过羟基作用与二氧化硅结合在一起;所述纳米零价铁通过静电吸引作用与石墨烯/二氧化娃集合结合在一起。9.权利要求7所述的石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料作为吸附剂应用于含砷废水的处理。10.根据权利要求9所述的石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料的应用，其特征在于:去除含砷废水中的三价砷和五价砷离子，具体步骤如下: 石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料的投加量为0.4 g/L，在吸附过程中，控制废水温度为25?45°C，充分震荡，达到既定的处理效果后利用滤膜将吸附剂与废水分离，完成对废水中三价砷和五价砷离子的吸附去除。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料及其制备方法与应用。石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料的制备方法为：将氧化石墨烯超声分散后加入正硅酸乙酯，磁力搅拌充分后干燥，在管式炉中通氮气煅烧，煅烧后的固体加入去离子水，超声分散后通入氮气并加入七水合硫酸亚铁，搅拌均匀后加入还原剂进行还原，反应完成后得到黑色絮状沉淀，经洗涤、抽滤、干燥和研磨过筛后得到石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料。此方法制备的石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料可作为吸附剂用于水污染控制领域里，特别是废水中砷污染物的吸附去除，具有制备工艺简便、吸附速度快等优点，并且所需原料来源广泛、成本低，实际应用的价值高。
【IPC分类】C02F1/58, C02F1/28, B01J20/30, B01J20/20
【公开号】CN105457597
【申请号】CN201510893518
【发明人】罗汉金, 刘佩佩
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月8日