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专利号: 201910407130X
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将预处理后的氧化石墨烯粉末在去离子水中超声分散并离心分离,形成前驱液,将前驱液和氯乙酸及金属离子盐溶液混合形成混合溶液,混合溶液水热反应后制得被金属离子修饰的石墨烯复合材料;将被金属离子修饰的石墨烯复合材料超声分散在去离子水中,得到被金属离子修饰的石墨烯分散液;

氯乙酸的加入量为前驱液体积的3‑5倍;金属离子盐溶液中金属离子和前驱液中氧化石墨烯的摩尔比≤0.01;

(2)在无纺布上通过射频磁控溅射技术制备ZnO种子层;然后通过化学水浴法在纺布上合成ZnO纳米阵列,形成有ZnO纳米阵列的无纺布基底;

ZnO纳米阵列中纳米柱的直径为100nm‑1μm;

(3)将步骤(1)制得的被金属离子修饰的石墨烯分散液置于抽滤系统中,将步骤(2)制得的有ZnO纳米阵列的无纺布基底置于抽滤纸的顶端,通过真空抽滤使得被金属离子修饰的石墨烯附着在ZnO纳米阵列间的缝隙中,并包覆ZnO柱,得到带有ZnO纳米阵列模板的石墨烯纤维纸和滤纸,剥离滤纸后,通过醋酸刻蚀石墨烯纤维纸上的ZnO纳米阵列,得到石墨烯基复合三维纤维纸。

2.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,氧化石墨烯粉末预处理的过程为:将氧化石墨烯原液真空抽滤后得到氧化石墨烯,然后超声分散得到氧化石墨烯的初步超声分散液,通过盐酸溶液清洗氧化石墨烯的初步超声分散液,再用去离子水清洗直至初步超声分散液的pH值为中性,将清洗后的氧化石墨烯初步超声分散液抽滤并真空干燥处理后,得到氧化石墨烯粉末。

3.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,前驱液中氧化石墨烯的浓度为0.05‑0.5mg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,被金属离子修饰的石墨烯分散液中被金属离子修饰的石墨烯浓度为

0.05‑0.5mg/mL。

5.根据权利要求1‑4任意一项所述的用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,通过醋酸刻蚀石墨烯纤维纸上的ZnO纳米阵列后,通过去离子水清洗石墨烯纤维纸。

6.根据权利要求5所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,通过去离子水清洗石墨烯纤维纸后,真空干燥处理,得到被金属修饰的石墨烯基三维纤维纸。

7.一种通过权利要求1的制备方法制备出的用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸,其特征在于,包括无纺布基底,无纺布基底上附着有多孔石墨烯复合材料,所述多孔石墨烯复合材料为表面修饰有金属离子的多孔石墨烯,多孔石墨烯的孔径大小为100nm‑1μm。

8.根据权利要求7所述的一种用于油水分离的石墨烯基三维纤维纸,其特征在于,所述金属离子为锌离子、银离子或铝离子。