硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法。硫摻雜石墨烯泡沫，包括質(zhì)量比為15-40％的單質(zhì)硫，其余為以碳碳鍵和碳氧鍵相結(jié)合的碳原子和氧原子，碳原子和氧原子的質(zhì)量比為100:80～100:15；硫摻雜石墨烯泡沫呈海綿狀。一種硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，包括以下步驟：a.氧化石墨烯制備；b.硫摻雜石墨烯泡沫制備。一種使用硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，將硫摻雜石墨烯泡沫與污水混合，吸附平衡后過濾；硫摻雜石墨烯泡沫用循環(huán)再生洗滌劑洗滌后循環(huán)使用。使用本申請?zhí)峁┮环N硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法，操作簡便、經(jīng)濟快速、摻雜均勻，為污水處理帶來了新的高效吸附材料。
【專利說明】硫摻雜石墨烯泡沬及其制備方法和處理污水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳納米材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]水質(zhì)污染是當前主要的環(huán)境污染問題之一。常見的污染物包括重金屬、染料、抗生素、農(nóng)藥、油污等等。以重金屬為例，由于重金屬污染物潛在的毒害性以及重金屬污染物出現(xiàn)的高頻性，使得重金屬對環(huán)境的污染引起了廣泛的關(guān)注。為了治理污水中重金屬的污染，現(xiàn)在已經(jīng)探索了很多的治理技術(shù)，其中的一些技術(shù)已經(jīng)探索并確立。這些技術(shù)包括離子交換、反向滲透和吸附。這些處理技術(shù)中尤其是吸附技術(shù)，已經(jīng)表現(xiàn)出很多的誘人的優(yōu)點。其中包括較快的吸附動力學(xué)、較高的吸附效率以及較低的操作費用，這些已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。吸附技術(shù)被證實在處理其他種類的污染物中也具有優(yōu)良的效果。在吸附研究中的主要的方向是研究開發(fā)出高效能的吸附材料。
[0003]納米科學(xué)已經(jīng)帶來了一些新的材料和技術(shù)，這些材料和技術(shù)能用在污水的處理上。石墨烯作為納米材料的代表已經(jīng)展現(xiàn)了其在水污染處理上的潛力。石墨烯基的吸附劑已經(jīng)得到廣泛的研究，研究結(jié)果表明其在水污染的處理上有著驚人的處理效果。例如，我們已經(jīng)研究了一系列的石墨烯吸附劑，這些吸附劑用來處理重金屬、染料和抗生素。石墨烯吸附劑的吸附行為也得到了廣泛的研究。然而，由于石墨烯片層有較高分散性，使得其很難得到加工和處理。在應(yīng)用過程中過分堆積的石墨烯的片層將會嚴重的減少吸附劑的吸附量?，F(xiàn)在已經(jīng)嘗試了很多的方法來解決這些問題，其中包括與其他的材料重新的組合、功能化、與磁性的納米顆粒耦合等等。
[0004]海綿狀的石墨烯材料已經(jīng)成為一種新的類型的高效吸附劑。海綿狀的石墨烯材料包括石墨烯海綿(GS)、石墨烯氣凝膠以及石墨烯水凝膠。由于海綿狀的石墨烯保留了單分散的石墨烯片的較大的表面區(qū)域，使得石墨烯的加工和處理過程變的更加的簡便。因此，海綿狀的石墨烯吸附劑被認為是水污染處理上的很有前景的材料。例如，水熱還原的石墨烯海綿在處理疏水的污染物上展現(xiàn)了超高的吸附量。氧化石墨烯-殼聚糖氣凝膠也能吸附處理銅離子、甲烯藍和四環(huán)素。除了上述的這些優(yōu)勢之外，大多數(shù)海綿狀的石墨烯的吸附量比單純的氧化石墨烯的吸附量要低，這是因為海綿狀的石墨烯不可避免的會含有石墨烯片層的堆疊。因此，亟待研發(fā)具有高吸附能力、廣泛適應(yīng)性的摻雜石墨烯泡沫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法，以解決上述問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本申請?zhí)峁┮环N硫摻雜石墨烯泡沫，包括質(zhì)量比為15-40%的單質(zhì)硫，其余為以碳碳鍵和碳氧鍵相結(jié)合的碳原子和氧原子，所述碳原子和所述氧原子的質(zhì)量比為100:80?100:15 ;所述硫慘雜石墨稀泡沫呈海綿狀。
[0008]本申請還提供一種硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0009]a.氧化石墨稀的制備:將適量石墨粉預(yù)氧化得到預(yù)處理石墨，然后將預(yù)處理石墨處理得到氧化石墨烯；
[0010]b.硫摻雜石墨烯泡沫的制備:采用水熱法反應(yīng)，氧化石墨烯在硫摻雜劑的還原作用下自組裝成泡沫結(jié)構(gòu)，獲得硫摻雜石墨烯泡沫。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述步驟b包括:
[0012]C.將氧化石墨烯溶液與硫摻雜劑溶液按照溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10-10:1混合均勻；
[0013]d.將混合物加入高壓反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度120-200°C、反應(yīng)時間3_24h，水熱還原生長；
[0014]e.將步驟d所得產(chǎn)物洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?_40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6-24h，得到硫摻雜石墨烯泡沫。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟a包括:
[0016]f.石墨預(yù)氧化:將適量石墨粉、過硫酸鉀、五氧化二磷加入濃硫酸中，水浴條件下反應(yīng)，冷卻至室溫后加去離子水稀釋、靜置、抽濾、洗滌、干燥，獲得預(yù)處理石墨；
[0017]g.氧化石墨烯制備:將所述預(yù)處理石墨加入到濃硫酸中，在攪拌條件下，依次加入高錳酸鉀、去離子水、過氧化氫，然后用稀鹽酸洗滌，抽濾得到氧化石墨；將所述氧化石墨用二次水透析，然后配置成氧化石墨水溶液，超聲處理得到氧化石墨烯溶液。
[0018]優(yōu)選的，所述氧化石墨烯溶液為未調(diào)節(jié)pH和離子強度的單分散氧化石墨烯分散液；所述硫摻雜劑采用的是含巰基的小分子化合物，選自半胱氨酸、胱氨酸、巰基乙酸、巰基乙醇和巰基丙酸的一種或多種；所述洗滌劑選自水、乙醇、丙酮的一種。
[0019]優(yōu)選的所述硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法還可以包括二次還原步驟:取所述硫摻雜石墨烯泡沫，加入還原劑水溶液，70-90°C反應(yīng)3-24h，洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?-40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6_24h獲得產(chǎn)品。
[0020]更為優(yōu)選的，所述還原劑選自水合肼、維生素C、硫代硫酸鈉中的一種。
[0021]本申請還提供一種硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，將適量所述硫摻雜石墨烯泡沫與污水混合得到分散混合液，將分散混合液置于恒溫搖床上平遙，吸附平衡后，用過濾材料過濾；硫摻雜石墨烯泡沫用循環(huán)再生洗滌劑洗滌后循環(huán)使用。
[0022]優(yōu)選的，所述污水中可以含有重金屬鹽、染料、抗生素、農(nóng)藥中的一種。
[0023]優(yōu)選的，所述過濾材料選自50-300目的濾網(wǎng)、濾紙、濾膜或紗布；所述循環(huán)再生洗滌劑為硫脲水溶液、乙二胺四乙酸鈉水溶液、乙醇、丙酮、鹽酸中的一種。
[0024]使用本申請?zhí)峁┑囊环N硫摻雜石墨烯泡沫及其制備方法和處理污水的方法，能夠帶來以下有益效果:
[0025]基于水熱還原的制備硫摻雜石墨烯泡沫的技術(shù)，此方法具有廣泛的適應(yīng)性，可以在石墨稀泡沫中慘雜不同比例的硫；石墨稀片形成泡沫結(jié)構(gòu)，避免石墨稀片過度堆置，從而犾得多孔、大比表面積的硫慘雜石墨稀泡沫；硫慘雜石墨稀泡沫的還原度可以通過控制反應(yīng)時間、溫度調(diào)節(jié)和后續(xù)還原來調(diào)控，以獲得針對不同污染物的不同氧含量的硫摻雜石墨烯泡沫產(chǎn)品；硫摻雜石墨烯泡沫對污染物具有廣泛的適用性，可以處理重金屬、染料、抗生素、農(nóng)藥等污染，其對重金屬的吸附能力高達活性炭的50倍；硫摻雜石墨烯泡沫吸附污染物后可以洗脫，從而再生循環(huán)利用，大大降低使用成本。制備硫摻雜石墨烯泡沫的方法操作簡便、經(jīng)濟快速、摻雜均勻、產(chǎn)品形貌可控，是制備硫摻雜石墨烯泡沫材料的新技術(shù)，所得產(chǎn)品具有超高的吸附量，為污水處理提供了新材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本申請實施例提供的硫慘雜石墨稀泡沫的不意圖；
[0027]圖2為本申請實施例提供的透射電子顯微鏡拍攝硫摻雜石墨烯泡沫的微觀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本申請實施例提供的硫摻雜石墨烯泡沫的紅外光譜圖；
[0029]圖4為本申請實施例1提供的硫摻雜石墨烯泡沫的熱重分析圖；
[0030]圖5為本申請實例I提供的硫摻雜石墨烯泡沫的X射線光電子能譜Cls圖譜；
[0031]圖6為本申請實施例1提供的硫摻雜石墨烯泡沫對銅離子污水的吸附能力測試圖；
[0032]圖7為本申請實施例1提供的硫摻雜石墨烯泡沫吸附銅離子污水后回收再利用率示意圖；
[0033]圖8為本申請實施例2提供的硫摻雜石墨烯泡沫對四環(huán)素污水的吸附能力測試圖；
[0034]圖9為本申請實施例3提供的硫摻雜石墨烯泡沫對甲烯藍污水污水的吸附能力測試圖。

【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合實施例對本申請作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本申請，而非對本申請的限定。
[0036]本申請?zhí)峁┮环N硫摻雜石墨烯泡沫，包括質(zhì)量比為15-40%的單質(zhì)硫，其余為以碳碳鍵和碳氧鍵相結(jié)合的碳原子和氧原子，所述碳原子和所述氧原子的質(zhì)量比為100:80?100:15 ;所述硫慘雜石墨稀泡沫呈海綿狀。
[0037]本申請還提供一種硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0038]a.氧化石墨烯的制備:將適量石墨粉預(yù)氧化得到預(yù)處理石墨，然后將預(yù)處理石墨處理得到氧化石墨烯；
[0039]b.硫摻雜石墨烯泡沫的制備:采用水熱法反應(yīng)，氧化石墨烯在硫摻雜劑的還原作用下自組裝成泡沫結(jié)構(gòu)，獲得硫摻雜石墨烯泡沫。
[0040]優(yōu)選的,所述步驟b包括:
[0041]c.將氧化石墨烯溶液與硫摻雜劑溶液按照溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10-10:1混合均勻；
[0042]d.將混合物加入高壓反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度120-200°C、反應(yīng)時間3_24h，水熱還原生長；
[0043]e.將步驟d所得產(chǎn)物洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?_40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6-24h，得到硫摻雜石墨烯泡沫。
[0044]優(yōu)選的,所述步驟a包括:
[0045]f.石墨預(yù)氧化:將適量石墨粉、過硫酸鉀、五氧化二磷加入濃硫酸中，水浴條件下反應(yīng)，冷卻至室溫后加去離子水稀釋、靜置、抽濾、洗滌、干燥，獲得預(yù)處理石墨；
[0046]g.氧化石墨烯制備:將所述預(yù)處理石墨加入到濃硫酸中，在攪拌條件下，依次加入高錳酸鉀、去離子水、過氧化氫，然后用稀鹽酸洗滌，抽濾得到氧化石墨；將所述氧化石墨用二次水透析，然后配置成氧化石墨水溶液，超聲處理得到氧化石墨烯溶液。
[0047]優(yōu)選的，所述氧化石墨烯溶液為未調(diào)節(jié)pH和離子強度的單分散氧化石墨烯分散液；所述硫摻雜劑采用的是含巰基的小分子化合物，選自半胱氨酸、胱氨酸、巰基乙酸、巰基乙醇和巰基丙酸的一種；所述洗滌劑選自水、乙醇、丙酮的一種。
[0048]優(yōu)選的所述硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法還可以包括二次還原步驟:取所述硫摻雜石墨烯泡沫，加入還原劑水溶液，70-90°C反應(yīng)3-24h，洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?-40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6_24h獲得產(chǎn)品。
[0049]更為優(yōu)選的，所述還原劑選自水合肼、維生素C、硫代硫酸鈉中的一種。
[0050]本申請還提供一種硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，將適量所述硫摻雜石墨烯泡沫與污水混合得到分散混合液，將分散混合液置于恒溫搖床上平遙，吸附平衡后，用過濾材料過濾；硫摻雜石墨烯泡沫用循環(huán)再生洗滌劑洗滌后循環(huán)使用。
[0051]優(yōu)選的，所述污水中可以含有重金屬鹽(如硫酸銅、硝酸鉛、氯化鎘)、染料(如甲烯藍、酸性藍92、活性藍、剛果紅)、抗生素(如四環(huán)素)、農(nóng)藥(如毒死蜱)中的一種。
[0052]優(yōu)選的，所述過濾材料選自50-300目的濾網(wǎng)、濾紙、濾膜或紗布；所述循環(huán)再生洗滌劑為硫脲水溶液、乙二胺四乙酸鈉水溶液、乙醇、丙酮、鹽酸中的一種。
[0053]針對以下實施例需要說明的是:
[0054]I)以下實施例所得硫摻雜石墨烯泡沫的形貌是在透射電子顯微鏡(TEM, JEM-200CX, Japan)上測試。樣品經(jīng)過超聲10分鐘分散在水里，滴加到銅網(wǎng)上，晾干后按標準測試條件測試。
[0055]2)紅外光譜圖采用顯微紅外儀(Magna_IR750，Nicolet, USA)測試的，直接將樣品研磨成粉，取0.05g放置在樣品臺上測試，測試范圍600?4000CHT1。
[0056]3)熱重分析在熱重分析儀(SDT2900，Thermal，USA)上進行。載流氣體為氮氣，平衡氣流為40mL/min，測試氣流為60mL/min，樣品托盤為鋁盤，樣品質(zhì)量約3mg，升溫速度為10C /min，溫度范圍為室溫到800°C。
[0057]4) X射線光電子能譜在X射線光電子能譜儀(Axis Ultra, Kratos, UK)上測試的。采用Al陽極，掃描步長為10meV,能量150W。所得數(shù)據(jù)用專用數(shù)據(jù)處理軟件Casa擬合計算元素含量、還原度。
[0058]5)所有吸光度測試均在分光光度計上完成(UV-1600，美譜達儀器有限公司，上海)，參比溶液為去離子水，步長0.5nm。6)所有原子吸收光譜的測試均在原子吸收光譜儀(SOLAAR S2, Thermo, USA)上進行，待測液用2%硝酸酸化后，按標準操作測試。
[0059]實施例1
[0060](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0061](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g?；旌衔镌谒?5°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0062](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含半胱氨酸的溶液與氧化石墨烯分散液，按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:1)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(160°C，8h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇3洗滌后，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于-20°c的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓5Pa，時間24h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫，其外觀如圖1所示。
[0063](4)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法等進行表征。
[0064]如圖2所示，透射電子顯微鏡可以看出，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0065]紅外分析如圖3所示，從圖3中3300CHT1的峰對應(yīng)石墨烯的羥基峰，羥基峰很小，說明大部分氧已經(jīng)被還原掉。
[0066]用熱重分析的方法能夠測量出硫摻雜量，如圖4所示，220攝氏度附近失重對應(yīng)是硫，可以得知硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為2Iwt %。
[0067]通過圖5中X射線光電子能譜可知石墨烯泡沫上的碳可以分為兩類，即C-C連接的碳原子和C-O連接的碳原子。用Casa軟件解譜，計算求得硫摻雜石墨烯泡沫中碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:54。
[0068](5)硫摻雜石墨烯泡沫處理銅離子污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與8mL含銅污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖2h。
[0069]達到吸附平衡后用50目濾網(wǎng)過濾，通過分光光度法測試清液中銅的濃度，計算吸附量。
[0070]如圖6所示,吸附量高達221mg/g,是活性炭的50倍。由此可以看出，硫摻雜石墨烯泡沫對銅離子的吸附能力很強，能夠?qū)︺~離子污水進行處理。
[0071](6)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = I的硫脲水溶液洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓5Pa，時間24h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0072]如圖7所示，測試回收的硫摻雜石墨烯泡沫的吸附能力，吸附能力完全保持不變。
[0073]實施例2
[0074](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0075](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g。混合物在水浴35°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0076](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含巰基乙醇的溶液與氧化石墨烯分散液，按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:4)均勻混合。在混合均勻之后，將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于-10°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_40°C，氣壓10Pa，時間24h)，得到硫慘雜石墨稀的泡沫。
[0077](4)硫摻雜石墨烯泡沫的二次還原:取(3)中得到的樣品lOOmg，加入到50mL水合肼水溶液(10mg/mL)中，加熱至90°C反應(yīng)12h。產(chǎn)品用乙醇洗滌I次，水洗滌2次后，冷凍干燥(凍干溫度-40°C,氣壓1Pa,時間24h)。
[0078](5)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法等進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為15wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:15，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0079](6)硫摻雜石墨烯泡沫處理四環(huán)素污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含四環(huán)素污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖24h。
[0080]達到吸附平衡后用濾紙過濾，通過分光光度法測試清液中四環(huán)素的濃度，計算吸附量。
[0081]如圖8所示，吸附量高達925mg/g，是活性炭的15倍，可以證明硫摻雜石墨烯泡沫對四環(huán)素的吸附能力極強，能夠?qū)λ沫h(huán)素污水進行處理。
[0082](7)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = I的鹽酸水溶液洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_40°C，氣壓lOPa，時間24h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0083]實施例3
[0084](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0085](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g?；旌衔镌谒?5°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0086](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取巰基乙酸的溶液與氧化石墨烯分散液，按照溶質(zhì)質(zhì)量比(2:1)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(150°C，12h)。將得到的產(chǎn)品用丙酮洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)品置于_80°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓2Pa，時間3h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0087](4)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法等進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的摻雜量為17wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:30，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0088](5)硫摻雜石墨烯泡沫處理甲烯藍污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含甲烯藍的污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖12h。
[0089]達到吸附平衡后用300目濾網(wǎng)過濾，通過分光光度法測試清液中甲烯藍的濃度，計算吸附量。
[0090]如圖9所示，吸附量高達162mg/g，與活性炭相當，說明其對甲烯藍也具有較強的吸附能力，能夠?qū)紫┧{污水進行處理。
[0091](6)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 3的丙酮洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓2Pa，時間3h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0092]實施例4
[0093](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0094](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g。混合物在水浴35°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0095](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含胱氨酸的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:10)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(120°C，24h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于-40°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_50°C，氣壓5Pa，時間12h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0096](4)硫摻雜石墨烯泡沫的二次還原:取(3)中得到的樣品lOOmg，加入到50mL維生素c水溶液(5mg/mL)中，加熱至80°C反應(yīng)24h。產(chǎn)品用乙醇洗滌I次，水洗滌2次后，冷凍干燥(凍干溫度_50°C，氣壓5Pa，時間12h)。
[0097](5)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為15wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:20，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0098](6)硫摻雜石墨烯泡沫處理酸性藍92污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含酸性藍92污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖24h。
[0099]達到吸附平衡后用200目濾網(wǎng)過濾，通過分光光度法測試清液中酸性藍92的濃度，計算吸附量。吸附量為196mg/g，說明硫摻雜石墨烯泡沫對酸性藍92的吸附能力很強，能夠?qū)λ嵝运{92污水進行處理。
[0100](7)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 7的乙醇洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_50°C，氣壓5Pa，時間12h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0101]實施例5
[0102](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0103](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g。混合物在水浴35°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0104](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含巰基丙酸的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:9)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(120°C，3h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于_20°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓8Pa，時間18h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0105](4)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為17wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:80，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0106](5)硫摻雜石墨烯泡沫處理硝酸鉛污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含硝酸鉛污水相混合。混合后的分散混合液在恒溫搖床上平搖24h。
[0107]達到吸附平衡后用濾膜過濾，通過原子吸收光譜測試清液中鉛離子的濃度，計算吸附量。吸附量高達182mg/g，證明硫摻雜石墨烯泡沫對鉛離子的吸附能力很強，能夠?qū)ο跛徙U污水進行處理。
[0108](6)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 3的乙二胺四乙酸鈉水溶液洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓8Pa，時間18h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0109]實施例6
[0110](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0111](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g?；旌衔镌谒?5°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0112](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含半胱氨酸的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(10:1)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(2000C，3h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于_20°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓3Pa，時間12h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0113](4)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為40Wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:18，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0114](5)硫摻雜石墨烯泡沫處理氯化鎘污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含氯化鎘污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖24h。
[0115]達到吸附平衡后用紗布過濾，通過原子吸收光譜測試清液中鎘離子的濃度，計算吸附量。吸附量高達231mg/g，證明硫摻雜石墨烯泡沫對鎘離子的吸附能力很強，能夠?qū)β然k污水進行有效處理。
[0116](6)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 3的乙二胺四乙酸鈉水溶液洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓3Pa，時間12h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0117]實施例7
[0118](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0119](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g?；旌衔镌谒?5°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0120](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含巰基乙醇的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(5:1)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(160°C，6h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于-40°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_50°C，氣壓10Pa，時間24h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0121](4)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為34wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:23，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0122](5)硫摻雜石墨烯泡沫處理毒死蜱污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含毒死蜱污水相混合。混合后的分散混合液在恒溫搖床上平搖24h。
[0123]達到吸附平衡后用100目濾網(wǎng)過濾，通過分光光度法測試清液中毒死蜱的濃度，計算吸附量。吸附量高達154mg/g，證明硫摻雜石墨烯泡沫對毒死蜱的吸附能力較強，能夠?qū)Χ舅莉缥鬯M行有效處理。
[0124](6)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 7的乙醇洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_50°C，氣壓10Pa，時間24h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0125]實施例8
[0126](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0127](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g。混合物在水浴35°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0128](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含巰基乙酸的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:1)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(180°C，18h)。將得到的產(chǎn)品用丙酮洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于_80°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓4Pa，時間18h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0129](4)硫摻雜石墨烯泡沫的二次還原:取(3)中得到的樣品10mg,加入到50mL硫代硫酸鈉水溶液(10mg/mL)中，加熱至85°C反應(yīng)18h。產(chǎn)品用丙酮洗滌I次，水洗滌2次后，冷凍干燥(凍干溫度-55 °C，氣壓4Pa，時間18h)。
[0130](5)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為19wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:16，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0131](6)硫摻雜石墨烯泡沫處理剛果紅污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與8mL含剛果紅污水相混合?；旌虾蟮姆稚⒒旌弦涸诤銣負u床上平搖24h。
[0132]達到吸附平衡后用濾紙過濾，通過分光光度法測試清液中剛果紅的濃度，計算吸附量。吸附量高達249mg/g，證明硫摻雜石墨烯泡沫對剛果紅的吸附能力很強，能夠?qū)偣t污水進行有效處理。
[0133](7)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 7的丙酮洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_55°C，氣壓4Pa，時間18h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0134]實施例9
[0135](I)石墨預(yù)氧化:稱取石墨粉30.0g、過硫酸鉀25g、五氧化二磷25g加入到120mL濃硫酸中，在水浴80°C下反應(yīng)4.5h，然后，冷卻到室溫并用5.0L去離子水稀釋，過夜。抽濾，并用去離子水洗滌3次，以去除殘留的酸。產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥。
[0136](2)氧化石墨烯制備:將預(yù)處理后的石墨加入到1.2L濃硫酸中，在不斷攪拌下慢慢加入高錳酸鉀150g?；旌衔镌谒?5°C下反應(yīng)2h，隨后加入2.5L去離子水并攪拌2h。再加入5.0L去離子水和200mL30%的過氧化氫。分散液呈亮黃色，并伴隨產(chǎn)生大量氣泡。用1:10的稀鹽酸溶液洗滌3次，除去大部分金屬離子。抽濾得到氧化石墨。將氧化石墨用二次水透析一周，除去殘留的金屬離子。將透析后的的氧化石墨配制成lg/L濃度的水溶液，并在超聲清洗器中進行超聲處理30min (頻率40kHz、功率50W)，得到黃褐色的均一分散的單層氧化石墨烯溶液。
[0137](3)硫摻雜石墨烯泡沫:取含胱氨酸的溶液與氧化石墨烯分散液按照溶質(zhì)質(zhì)量比(1:5)均勻混合。在混合均勻之后，將它們的混合溶液直接置于高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)(150°C，12h)。將得到的產(chǎn)品用乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次。產(chǎn)物置于_20°C的環(huán)境中冷凍，然后將其冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓7Pa，時間8h)，得到硫摻雜石墨烯的泡沫。
[0138](4)硫摻雜石墨烯泡沫的二次還原:取(3)中得到的樣品lOOmg，加入到50mL水合肼水溶液(5mg/mL)中，加熱至70°C反應(yīng)3h。產(chǎn)品用乙醇洗滌I次，水洗滌2次后，冷凍干燥(凍干溫度-60 0C，氣壓7Pa，時間8h)。
[0139](5)產(chǎn)品表征:產(chǎn)物用透射電子顯微鏡、紅外光譜、熱重分析法和X射線光電子能譜進行表征。硫摻雜石墨烯泡沫的硫摻雜量為17wt%，碳原子和氧原子的質(zhì)量比100:21，硫均勻摻雜在石墨烯片上，沒有納米顆粒形式。
[0140](6)硫摻雜石墨烯泡沫處理活性藍污水:取5mg硫摻雜的石墨烯泡沫與SmL含活性藍污水相混合。混合后的分散混合液在恒溫搖床上平搖24h。
[0141]達到吸附平衡后用濾膜過濾，通過分光光度法測試清液中活性藍的濃度，計算吸附量。吸附量達133mg/g，說明硫摻雜石墨烯泡沫對活性藍的吸附能力較強，能夠?qū)钚运{污水進行有效處理。
[0142](7)循環(huán)利用:將回收的硫摻雜石墨烯泡沫用pH = 7的乙醇洗滌3次，再用水洗滌I次，冷凍干燥(凍干溫度_60°C，氣壓7Pa，時間8h)得到再生的硫摻雜石墨烯泡沫。
[0143]本申請選用含巰基化合物作為硫摻雜劑，同時作為還原劑；通過水熱還原避免石墨烯片層的過度堆疊，獲得多孔石墨烯泡沫，保持了石墨烯大比表面積的特點；產(chǎn)物對重金屬、染料、抗生素、農(nóng)藥等污染物有良好的處理效果，吸附量遠高于傳統(tǒng)的活性炭材料。該技術(shù)方法操作簡便、經(jīng)濟快速、摻雜均勻，是制備硫雜石墨烯泡沫材料的新技術(shù)，為污水處理帶來了新的高效吸附材料。
[0144]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硫摻雜石墨烯泡沫，包括質(zhì)量比為15-40%的單質(zhì)硫，其余為以碳碳鍵和碳氧鍵相結(jié)合的碳原子和氧原子，所述碳原子和所述氧原子的質(zhì)量比為100:80?100:15 ;所述硫摻雜石墨烯泡沫呈海綿狀。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，所述方法包括以下步驟: a.氧化石墨烯的制備:將適量石墨粉預(yù)氧化得到預(yù)處理石墨，然后將預(yù)處理石墨處理得到氧化石墨烯； b.硫摻雜石墨烯泡沫的制備:采用水熱法反應(yīng)，氧化石墨烯在硫摻雜劑的還原作用下自組裝成泡沫結(jié)構(gòu)，獲得硫摻雜石墨烯泡沫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，其中，所述步驟b包括: c.將氧化石墨烯溶液與硫摻雜劑溶液按照溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10-10:1混合均勻； d.將混合物加入高壓反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度120-200°C、反應(yīng)時間3-24h，水熱還原生長; e.將步驟d所得產(chǎn)物洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?-40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6-24h，得到硫摻雜石墨烯泡沫。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，其中，所述步驟a包括: f.石墨預(yù)氧化:將適量石墨粉、過硫酸鉀、五氧化二磷加入濃硫酸中，水浴條件下反應(yīng)，冷卻至室溫后加去離子水稀釋、靜置、抽濾、洗滌、干燥，獲得預(yù)處理石墨； g.氧化石墨烯制備:將所述預(yù)處理石墨加入到濃硫酸中，在攪拌條件下，依次加入高錳酸鉀、去離子水、過氧化氫，然后用稀鹽酸洗滌，抽濾得到氧化石墨；將所述氧化石墨用二次水透析，然后配置成氧化石墨水溶液，超聲處理得到氧化石墨烯溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，其中，所述氧化石墨烯溶液為未調(diào)節(jié)pH和離子強度的單分散氧化石墨烯分散液；所述硫摻雜劑采用的是含巰基的小分子化合物，選自半胱氨酸、胱氨酸、巰基乙酸、巰基乙醇和巰基丙酸的一種；所述洗滌劑選自水、乙醇、丙酮的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，其中，還可以包括二次還原步驟:取所述硫摻雜石墨烯泡沫，加入還原劑水溶液，70-90°C反應(yīng)3-24h，洗滌，-80?-10°C冷凍，然后再-60?-40°C、2?1Pa條件下冷凍干燥6_24h獲得產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硫摻雜石墨烯泡沫的制備方法，其中，所述還原劑選自水合肼、維生素C、硫代硫酸鈉中的一種。
8.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，將適量所述硫摻雜石墨烯泡沫與污水混合得到分散混合液，將分散混合液置于恒溫搖床上平遙，吸附平衡后，用過濾材料過濾；硫摻雜石墨烯泡沫用循環(huán)再生洗滌劑洗滌后循環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，其中，所述污水中可以含有重金屬鹽、染料、抗生素、農(nóng)藥中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的硫摻雜石墨烯泡沫處理污水的方法，其中，所述過濾材料選自50-300目的濾網(wǎng)、濾紙、濾膜或紗布；所述循環(huán)再生洗滌劑為硫脲水溶液、乙二胺四乙酸鈉水溶液、乙醇、丙酮、鹽酸中的一種的混合物。
【文檔編號】C02F1/28GK104069815SQ201410349143
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】楊勝韜, 趙連勤, 禹寶偉 申請人:西南民族大學(xué)