一種吸附材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及吸附【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種吸附材料的制作方法，其包括如下步驟：取泥沙用水清洗后，加入鹽酸中浸泡；固液分離后獲得的沙粒烘干備用；取六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物溶于有機(jī)溶劑中，加入所述沙粒后在100～120℃溫度下攪拌、旋涂，使所述有機(jī)溶劑揮發(fā)，且所述沙粒表面包覆所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物而呈現(xiàn)灰褐色；其中，所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5～20g：0.1～10g：100～800ml。本發(fā)明還提供這種吸附材料的產(chǎn)品。本發(fā)明的吸附材料制備方法簡單、成本低廉，且具有強(qiáng)大的吸附性能，吸附容量能達(dá)到自身重量的15倍以上，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種吸附材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及吸附材料領(lǐng)域，特別是利用六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合材料形成的新型吸附材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋是人類賴以生存和發(fā)展的重要環(huán)境。然而目前世界海洋的污染程度日趨嚴(yán)重，對(duì)海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞的同時(shí)，也給人類造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。尤其是石油泄漏被稱為海洋污染的超級(jí)殺手，石油污染物與常規(guī)污染物有所不同，一旦污染水域或食物鏈，進(jìn)入人體后不易遭到破壞，并且仍保持它的持久性、累積性、遷移性和高毒性時(shí)，必然危及機(jī)體，表現(xiàn)出致癌性、致變性和致畸性，嚴(yán)重威脅人類健康。因此研制開發(fā)溢油處理技術(shù)，改善和恢復(fù)污染區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)海洋環(huán)境和資源顯得尤為重要。
[0003]目前國際上對(duì)油污的治理有化學(xué)方法和物理方法?；瘜W(xué)方法采用的是包括乳化分散劑、集油劑、凝油劑等在內(nèi)的化學(xué)消油劑?；瘜W(xué)消油劑對(duì)厚度小于Imm的油膜可有效清理。但化學(xué)方法會(huì)消耗大量的藥品，另外還可能產(chǎn)生二次污染。物理方法一般采用圍油欄、清污船及附屬回收裝置、吸油材料(包括高分子材料、無機(jī)多孔物質(zhì)及纖維等)清理油污。此類方法隨海況和氣象條件的變化，回收能力變化較大，當(dāng)工作條件惡劣時(shí)，其工作效率急劇下降。目前研究的其他吸附油污材料中，大都采用有機(jī)材料制備而成，其在高溫下極易降解，因而無法將吸附的油污從吸附材料中分離而進(jìn)行二次利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種吸附材料的制作方法，其包括如下步驟:
[0005]步驟一:取泥沙用水清洗后，加入鹽酸中浸泡；固液分離后獲得的沙粒烘干備用；
[0006]步驟二:取六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物溶于有機(jī)溶劑中，加入所述沙粒后在100?120°C溫度下攪拌、旋涂，使所述有機(jī)溶劑揮發(fā)，且所述沙粒表面包覆所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物而呈現(xiàn)灰褐色；
[0007]其中，所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5?20g:0.1 ?IOg: 100 ?800ml。
[0008]其中，所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5?20g:
0.1 ?0.5g: 100 ?300ml。
[0009]其中，所述有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、十六烷基二甲基溴化銨或十八烷基二甲基氯化銨中的一種。
[0010]其中，所述鹽酸濃度為10?30%。
[0011]其中，所述步驟二中攪拌旋涂時(shí)間為2?5小時(shí)。
[0012]本發(fā)明還提供上述方法獲得的吸附材料，其包括沙粒以及包覆于所述沙粒表面的六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物，所述沙粒與所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物的質(zhì)量比為5?20:0.1?10。[0013]其中，所述沙粒與所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物的質(zhì)量比為5?20:0.1?
0.5。
[0014]有益效果:
[0015]本發(fā)明在處理后的泥沙表面包覆六方氮化硼/氧化石墨烯夾層復(fù)合物形成一種高效的吸附材料。該吸附材料具有巨大的比表面積，針對(duì)有機(jī)油污物有良好的吸附活性，吸附容量可達(dá)到其自身質(zhì)量的15倍以上，明顯優(yōu)于現(xiàn)有有機(jī)吸附材料。另外更值得重視的是，該吸附材料能浮與水體表面，并具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性與抗氧化性，可應(yīng)用于極端惡劣條件及緊急環(huán)境，且對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明的吸附材料制備方法簡單、成本低廉，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明吸附材料制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)介紹。
[0018]本發(fā)明提供一種新型的吸附材料，其包括沙粒以及包覆于所述沙粒表面的六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物，其沙粒和六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物的質(zhì)量比為5?20:0.1 ?10。
[0019]下面介紹這種吸附材料的制作方法，如圖1所示，其包括如下步驟:
[0020]步驟一:泥沙的預(yù)處理。取一定量的泥沙(如河沙、海沙等常見天然水流中所挾帶的固體顆粒，且對(duì)泥沙的顆粒大小并無限制。)用水清洗三遍后，過濾。然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?30%的鹽酸至浸沒該泥沙，攪拌，然后靜置浸泡I小時(shí)。鹽酸的浸泡可清洗泥沙表面的雜質(zhì)，降低泥沙的表面張力，使后續(xù)步驟中的復(fù)合物更穩(wěn)定包覆。完成鹽酸浸泡后進(jìn)行固液分離，過濾后獲得沙粒，置于烘箱中65°C烘干備用。
[0021]步驟二:取六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物(其具體制備方法請參閱發(fā)明專利申請“六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合吸附材料及其制備方法”，申請日2013.8.12，申請?zhí)?201310400354.0)溶于有機(jī)溶劑中。本實(shí)施例的有機(jī)溶劑采用二甲基甲酰胺(DMF)，安全低毒，沸點(diǎn)較低，且具有良好的表面活性。在其他實(shí)施例中，依據(jù)六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物與沙粒表面的結(jié)合力機(jī)制，可選用不同有機(jī)溶劑，例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)，以及某些兩性的表面活性劑如十六烷基二甲基溴化銨或十八烷基二甲基氯化銨等均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
[0022]然后，加入所述預(yù)處理后獲得的沙粒，控制所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5?20g:0.1?IOg:100?800ml，攪拌均勻獲得混合體系。將所述混合體系置于真空烘箱中，利用旋涂儀在100?120°C溫度下攪拌旋涂2?5小時(shí)。該過程中，隨著DMF逐漸揮發(fā)，六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物逐漸包覆于所述沙粒表面，可觀察到所述沙粒表面的淡黃色逐漸加深，直至最終呈現(xiàn)為灰褐色，此時(shí)可認(rèn)為完成包覆所述沙粒，停止加熱，獲得本實(shí)例的吸附材料。
[0023]下面將通過吸附實(shí)驗(yàn)說明這種吸附材料具有良好的吸附性能。建立針對(duì)有機(jī)油污物(如菜油、機(jī)油、泵油等)吸附性能檢測，包括如下步驟:將包覆厚度不同的吸附材料置于盛放蒸懼水的玻璃圓柱缸(直徑180_X 150mm)內(nèi)，可以看到該吸附材料懸浮于水體表面。而沒有經(jīng)過處理的裸沙則全部沉于水底。緩緩滴入發(fā)動(dòng)機(jī)油(30mg~30g)，靜置2小時(shí)左右，即發(fā)現(xiàn)幾乎全部油污被吸附于吸附材料表面。將吸附后的混合物進(jìn)行吸附容量計(jì)算，得出該吸附材料相對(duì)于有機(jī)油污的最大吸附容量倍數(shù)(吸附材料吸附油污后總質(zhì)量/吸附材料質(zhì)量)。具體數(shù)據(jù)如表1所示。
[0024]表1吸附材料的制備組分及吸附性能
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種吸附材料的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:取泥沙用水清洗后，加入鹽酸中浸泡；固液分離后獲得的沙粒烘干備用； 步驟二:取六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物溶于有機(jī)溶劑中，加入所述沙粒后在100?120°C溫度下攪拌、旋涂，使所述有機(jī)溶劑揮發(fā)，且所述沙粒表面包覆所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物而呈現(xiàn)灰褐色； 其中，所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5?20g:0.1?IOg: 100 ?800mlo
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述沙粒、六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物和有機(jī)溶劑的比例為5?20g:0.1?0.5g:100?300ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、十六烷基二甲基溴化銨或十八烷基二甲基氯化銨中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述鹽酸濃度為10?30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述步驟二中攪拌旋涂時(shí)間為2?5小時(shí)。
6.一種吸附材料，其特征在于，其包括沙粒以及包覆于所述沙粒表面的六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物，所述沙粒與所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物的質(zhì)量比為5?20:0.1 ?10。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸附材料，其特征在于，所述沙粒與所述六方氮化硼/氧化石墨烯復(fù)合物的質(zhì)量比為5?20:0.1?0.5。
【文檔編號(hào)】B01J20/32GK103638903SQ201310737744
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】蔡林濤, 高冠慧, 謝曉濱 申請人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院