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一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法.pdf

  • 上传人:a2
  • 文档编号:66253
  • 上传时间:2018-01-22
  • 格式:PDF
  • 页数:6
  • 大小:370.30KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410263493.8

    申请日:

    2014.06.13

    公开号:

    CN104056713A

    公开日:

    2014.09.24

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B03B 7/00申请日:20140613|||公开

    IPC分类号:

    B03B7/00; B03B5/04

    主分类号:

    B03B7/00

    申请人:

    南开大学

    发明人:

    杜俊杰; 胡献刚; 周启星

    地址:

    300071 天津市南开区卫津路94号

    优先权:

    专利代理机构:

    天津佳盟知识产权代理有限公司 12002

    代理人:

    侯力

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    内容摘要

    一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,步骤如下:1)将土壤样品干燥后,过100目筛,得到土壤粉末;2)在装有壤粉末的容器内加入超纯水,置于涡旋震荡器上混匀15min使水土充分接触,得到水土混合液;3)将水土混合液室温下在摇床上回旋振荡,摇床转速≥180r/min,振荡时间≥4h,使氧化石墨烯逐渐沉降在土壤表层;4)将沉降在土壤表层的氧化石墨烯用超纯水洗出,经滤膜抽滤并在-50℃下冷冻干燥,即可得到氧化石墨烯粉末。本发明的优点是:该种从土壤中分离氧化石墨烯纳米材料的方法工艺简单、易于操作,并且可以借鉴到分离土壤中其他种类的纳米材料,有助于纳米材料在土壤环境中生物化学行为的研究。

    权利要求书

    1.  一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,其特征在于步骤如下:
    1)将土壤样品干燥后,过100目筛,得到土壤粉末;
    2)在装有上述土壤粉末的容器内加入超纯水,然后置于涡旋震荡器上混匀15min,使水土充分接触,得到水土混合液;
    3)将上述水土混合液室温下在摇床上回旋振荡,摇床转速≥180r/min,振荡时间≥4h,使原先混在土壤基质中的氧化石墨烯逐渐沉降在土壤表层;
    4)将上述沉降在土壤表层的氧化石墨烯用超纯水洗出,经0.22μm水系滤膜抽滤并在-50℃下冷冻干燥,即可得到氧化石墨烯粉末。

    2.
      根据权利要求1所述土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,其特征在于:所述超纯水的电阻率15±2.0 MΩ·cm,土壤粉末与超纯水的用量比为10g :35mL。

    说明书

    一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法
    技术领域
    本发明涉及纳米技术和环境保护领域,具体地说,是一种从土壤中分离氧化石墨烯纳米材料的方法。
    背景技术
    纳米材料具有吸附、催化、辐射和吸收等特性,纳米颗粒由于其大量的微界面及微孔性,可以强化各种界面反应,如对重金属的表面及专性吸附反应等, 在重金属污染和持久性有机污染土壤的治理中将发挥显著作用。
    氧化石墨烯拥有大量的含氧官能团和巨大的表面积,对土壤中的有机和无机污染物具有很强的吸附能力,其在污染土壤修复中的日益广泛应用,已引起各方面越来越多的关注。在分析和表征土壤中氧化石墨烯的过程中,土壤基质复杂的成分,会对检测结果形成干扰。从土壤中分离出氧化石墨烯,不仅使得氧化石墨烯能够循环再生,而且将有助于分析其在土壤环境中的生物化学行为,以及分析其在修复污染土壤过程中的作用机理。
    发明内容
    本发明的目的是针对现实需求,提供一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法。该方法工艺简单、易于操作。
    本发明的技术方案:
    一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,步骤如下:
    1)将土壤样品干燥后,过100目筛,得到土壤粉末;
    2)在装有上述土壤粉末的容器内加入超纯水,然后置于涡旋震荡器上混匀15min,使水土充分接触,得到水土混合液;
    3)将上述水土混合液室温下在摇床上回旋振荡,摇床转速≥180r/min,振荡时间≥4h,使原先混在土壤基质中的氧化石墨烯逐渐沉降在土壤表层;
    4)将上述沉降在土壤表层的氧化石墨烯用超纯水洗出,经0.22μm水系滤膜抽滤并在-50℃下冷冻干燥,即可得到氧化石墨烯粉末。
    所述超纯水的电阻率15±2.0 MΩ·cm,土壤粉末与超纯水的用量比为10g :35mL。
    本发明的优点是:该种从土壤中分离氧化石墨烯纳米材料的方法工艺简单、易于操作,并且可以借鉴到分离土壤中其他种类的纳米材料,有助于纳米材料在土壤环境中生物化学行为的研究。
    附图说明
    图1是摇床转速220r/min下不同回旋振荡时间时氧化石墨烯的分离效果照片。
    图2是不同摇床转速下分别回旋振荡4h时氧化石墨烯的分离效果照片,其中(a)为回旋振荡前照片,(b)为回旋振荡后照片。
    图3是从土壤中分离出的氧化石墨烯粉末的照片。
    图4是从土壤中分离出的氧化石墨烯的TEM测试照片,其中(a)为氧化石墨烯的原始TEM照片,(b)为土壤中分离出的氧化石墨烯TEM照片。
    具体实施方式
    以下实施例所使用的土壤样品是均匀拌有500ppm氧化石墨烯的盆栽土,拌有氧化石墨烯的土壤先后经过平衡60天和种植植物90天,期间保持田间持水量的70%。
    实施例1:
    一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,步骤如下:
    1)将土壤样品冷冻干燥后,过100目筛,得到土壤粉末;
    2)将10g 土壤粉末置于50mL离心管中,加入35mL电阻率15±2.0 MΩ·cm的超纯水,然后置于涡旋震荡器上混匀15min使水土充分接触,得到水土混合液;
    3)将上述水土混合液室温下在220r/min摇床上回旋振荡20h,其间分别在0h、2h、4h、6h、8h、10h和20h拍照记录氧化石墨烯在土壤表层的沉积情况,使原先混在土壤基质中的氧化石墨烯逐渐沉降在土壤表层,如图1所示,摇床振荡时间超过4h后, 氧化石墨烯在土壤表层的沉积厚度趋于稳定;
    4)将上述沉降在土壤表层的氧化石墨烯用超纯水洗出,经0.22μm水系滤膜抽滤并在-50℃下冷冻干燥,即可得到氧化石墨烯粉末。
    图3是从土壤中分离出的氧化石墨烯粉末的照片。
    图4是从土壤中分离出的氧化石墨烯的TEM测试照片,其中(b)为土壤中分离出的氧化石墨烯TEM照片。图4表明:从土壤中成功分离出氧化石墨烯,并且氧化石墨烯发生团聚,厚度增加,同时吸附和固定了一些土壤基质成分。
    实施例2:
    一种土壤中氧化石墨烯纳米材料的分离方法,步骤1)、2)、4)与实施例1相同,不同之处在于步骤3)如下:
    3)将水土混合液分别在180、200、220r/min摇床上回旋振荡4h,使土壤中的氧化石墨烯沉降在土壤表层,并拍照记录氧化石墨烯在土壤表层的沉积情况,如图2所示,其中(a)为回旋振荡前照片,(b)为回旋振荡后照片,图中表明:摇床转速超过200r/min时,氧化石墨烯在土壤表层的沉积厚度趋于稳定。

    关 键  词:
    一种 土壤 氧化 石墨 纳米 材料 分离 方法
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