一种高效去除水中重金属离子和有机物的方法与流程

文档序号:12635522阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于,其步骤为:

(1)将原始碳纳米管分散到混和酸溶液中,60~80℃下反应1~3小时,随后过滤洗涤,80~120℃干燥8~12h,获得纯化碳纳米管;

(2)将天然石墨加入到质量分数98%的浓硫酸中,机械搅拌直至石墨完全被溶解,接着加入硝酸钠和高锰酸钾温度保持在0~10℃,继续搅拌2.5~4小时,将混合物放入35℃的恒温水浴锅中,缓慢加入去离子水,随后将混合物放入90~100℃的水浴锅中机械搅拌20~40分钟,加入去离子水稀释至600ml,搅拌5-15分钟,加入质量分数30%的双氧水,将产物以8000-10000r/min的速度离心,将离心后的固体物质分散在无水乙醇溶液中超声振荡30~60 分钟,真空干燥12~24小时,得到即为氧化石墨烯;

(3)量取等质量的氧化石墨烯和纯化碳纳米管,各自超声2小时,接着将超声后的纯化碳纳米管逐滴加入氧化石墨烯中,继续超声30~60分钟,采用0.45微米滤膜抽滤,真空干燥8~12小时后得到氧化石墨烯/碳纳米管复合材料;

(4)称取氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入到装有无水乙醇中,超声震荡5~15分钟,通入氮气保护并机械搅拌5分钟,加入乙酸、3-巯丙基三甲氧基硅烷,室温下搅拌12~24小时,继续加入丙酮继续搅拌6~12小时,采用无水乙醇和蒸馏水分别冲洗5~10次,60~80℃真空干燥8~12小时,获得硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料;

(5)将硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入到装有无水乙醇的三颈瓶中,超声震荡5~15分钟,通氮气保护,加入水合肼,以转速5000~10000r/min搅拌3~5小时,真空抽滤同时用去离子水冲洗至中性,60~80℃真空干燥8~12小时,获得氨基和硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料;

(6)循环水系统中加入去离子水,加入重金属离子和有机物,将氨基和硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入循环水系统中,调节温度和水速;

(7)可调磁场设备调节磁场强度,打开循环水系统进行循环;

(8)每隔2小时取10ml水样检测重金属离子和有机物的浓度,直到水处理12小时后停止检测。

2.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:所述混和酸溶液是由浓硫酸和浓硝酸组成,浓硫酸和浓硝酸的体积比是3:1。

3.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:所述纯化碳纳米管和氧化石墨烯质量比是2:1。

4.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:浓硫酸和天然石墨的质量比是50:1-80:1。

5.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:硝酸钠和天然石墨的质量比是1:2-2:1。

6.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:高锰酸钾和天然石墨的质量比是3:1-6:1。

7.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:双氧水和浓硫酸的体积比是1:2-1:4。

8.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:所述氧化石墨烯/碳纳米管复合材料和3-巯丙基三甲氧基硅烷的投料比约是(0.4~2)×103

9.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:所述硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料与联氨的投料比约为20~30。

10.根据权利要求1所述的高效去除水中重金属离子和有机物的方法,其特征在于:磁场强度为0.2-0.54T,温度10-30℃,水速0.17-0.54m/s。

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