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专利号: 2019109090913
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-09-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将GO水分散液、HAP纳米线水分散液及化学还原剂按一定比例混合,并搅拌、超声使其分散均匀;

2)将共混分散液进行轻度化学还原‑冷冻融化‑深度还原过程自组装得rGO/HAP水凝胶;

3)将上述水凝胶依次进行冷冻‑干燥得rGO/HAP气凝胶;

4)对上述气凝胶进行高温碳化处理或者表面亲水改性,经过高温碳化处理的气凝胶能够用于水中有机溶剂或者不溶性油的吸附,经过表面亲水改性处理的气凝胶能够用于水中氟离子的吸附。

2.如权利要求1所述的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,羟基磷灰石纳米线的直径在10~500nm之间,长度在1~100μm之间,氧化石墨烯的厚度在1~10nm,片层尺寸在1~10μm之间,羟基磷灰石纳米线与氧化石墨烯之间通过氢键作用使两者在混合水相悬浮液中具有良好的分散性。

3.如权利要求1所述的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的氧化石墨烯采用Hummers法制备,氧化石墨烯水分散液的浓度为1~20mg/mL;羟基磷灰石纳米线采用油酸钙前驱体‑溶剂热法制备,羟基磷灰石纳米线水分散液的浓度为1~15mg/mL;羟基磷灰石与氧化石墨烯的质量比为1/15~5;化学还原剂为维生素C、碘化氢、单宁酸、柠檬酸、乙二胺、多巴胺、抗坏血酸钠、水合肼、氨水、硫脲、葡萄糖、壳聚糖、环糊精、亚硫酸氢钠、硫化钠、对苯二酚中的一种或多种混合物,化学还原剂与氧化石墨烯的质量比为1/15~10;对混合分散液进行磁力搅拌条件为150~1500rpm/30~

180min;超声处理条件为200~750W/25~500kHz/1~120min。

4.如权利要求1所述的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中轻度还原条件为50~90℃/20min~48h;冷冻条件为‑5℃~‑196℃/5min~48h:深度还原条件为50~90℃/20min~48h。

5.如权利要求1所述的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤3)进行真空冷冻‑干燥条件为:温度‑30~‑55℃,真空度为5.0~

55Pa,时间为18~72h。

6.如权利要求1所述的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤4)进行高温碳化条件为:最高温度为400~1000℃,升温速率为5~20℃/min,恒温时间为30~180min,所需惰性气氛为氮气、氩气、氦气、氖气中的一种; 亲水改性组分可选用原硅酸四乙酯、壳聚糖、多巴胺、单宁酸、聚乙烯亚胺等其中的一种或其混合物;亲水改性的方式可采用浸涂、喷涂等;亲水改性溶液浓度为0.2~40mg/mL,体积为0.1‑

50mL,改性时间为2~24h。

7.一种采用权利要求1‑6任一种方法制备的氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶。