本發(fā)明屬于材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種胺基功能化石墨烯量子點及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)：
重金屬離子廢水是一種對生態(tài)環(huán)境危害極大的工業(yè)廢水。在環(huán)境與人類健康領(lǐng)域，重金屬主要指汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(cr)、砷(As)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等重金屬。他們以不同的形態(tài)存在于環(huán)境之中，并在環(huán)境中遷移、積累。采礦、冶金、化工等行業(yè)是水體中主要的人為污染源。重金屬在食物鏈中的過量富集會對自然環(huán)境和人體健康造成很大的危害。目前對含重金屬離子廢水處理方法主要分為化學(xué)法和物理法兩類：化學(xué)法是指將溶液中的金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì)，如化學(xué)沉淀法、電解還原法等；物理法是不改變金屬離子化學(xué)形態(tài)條件下的縮合分離，如離子交換法、膜分離、吸附法等?；瘜W(xué)沉淀法通常是向廢水中加入化學(xué)藥劑，使重金屬離子生成不溶的或難溶的化合物沉淀析出，但此法所用沉淀劑價格較貴，處理中易排出有害氣體，反應(yīng)后殘留物的去除還存在一定困難；電解還原法是通過電解作用使重金屬離子在電極上析出，此法操作簡便，不必消耗化學(xué)藥劑，但電和金屬電極消耗大，而且在處理過程中產(chǎn)生大量的污泥還需要進(jìn)一步的處理；物理法用于處理廢水成本較高。本發(fā)明所設(shè)計合成的胺基功能化石墨烯量子點，表面帶有大量胺基，可與大部分重金屬離子絡(luò)合導(dǎo)致共沉淀，因此可用于重金屬離子工業(yè)廢水中的凈化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種胺基功能化石墨烯量子點及其制備和應(yīng)用。該方法成本低廉、操作簡單，反應(yīng)快速，產(chǎn)率高，產(chǎn)品對大部分重金屬離子的絡(luò)合共沉淀效果好。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種胺基功能化石墨烯量子點的制備方法，包括以下步驟：a.以活性炭和濃硝酸為原料，回流反應(yīng)后，過濾除去多余的硝酸，并且用水清洗至濾液pH為6~7；b.取出濾渣，干燥后加入乙二胺進(jìn)行超聲分散；然后加入濃硫酸作為催化劑，進(jìn)行回流反應(yīng)；c.回流反應(yīng)后，離心洗滌，除去多余的乙二胺，即可制得胺基功能化石墨烯量子點。步驟a所述的活性炭為木質(zhì)活性炭，用量為1~50g；所述的濃硝酸濃度為1~16mol/L，體積為50~500mL。步驟a所述的回流反應(yīng)溫度為60~160℃，反應(yīng)時間為12~36h。步驟b所述的乙二胺的用量為20~200mL；濃硫酸的用量為2~20mL。步驟b所述的回流反應(yīng)溫度為60~160℃，時間為12~36h。步驟c所述的離心洗滌的轉(zhuǎn)速為4000rpm，離心時間為10～30min。一種如上所述的制備方法制得的胺基功能化石墨烯量子點的應(yīng)用：在重金屬離子工業(yè)廢水凈化中，胺基功能化石墨烯量子點用作絡(luò)合共沉淀劑。所述的胺基功能化石墨烯量子點的應(yīng)用，具體為：取100mL初始濃度為15mg/L~300mg/L硝酸銅溶液，調(diào)節(jié)pH至6~8，加入200mg胺基功能化石墨烯量子點，反應(yīng)10min~60min，再加入50mg氯化鈉，靜置30分鐘，取上清液，過濾，即完成凈化過程。本發(fā)明的有益效果在于：1）本發(fā)明的生產(chǎn)方法簡單便捷，成本低廉，產(chǎn)率高，所制得的石墨烯量子點表面帶有大量含氧官能團(tuán)，包括羧基、羥基等，因此可以在中性條件下穩(wěn)定地分散于水中；該石墨烯量子點表面的羧基和羥基可與大部分重金屬離子絡(luò)合，并引起團(tuán)聚，最終實現(xiàn)該石墨烯量子點與重金屬離子的共沉淀；2）本發(fā)明的石墨烯量子點對重金屬離子具有很好的去除效果，去除率為96%以上；而且經(jīng)過解析脫附再生處理的石墨烯量子點可循環(huán)利用。具體實施方式為了更好的理解本發(fā)明，通過實例進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不僅限于此。實施例1取1g活性炭與50mL12mol/L的濃硝酸在120℃條件下回流24h后，自然冷卻至室溫，用濾紙過濾除去硝酸溶液，并用去離子水清洗至濾液pH值接近6；將干燥后的濾渣置于20mL的乙二胺中，超聲分散后，加入2mL濃硫酸，于120℃條件下回流12h后，自然冷卻至室溫，4000rpm離心30min后離心洗滌5次除去多余乙二胺，即可得到胺基功能化石墨烯量子點；取100mL初始濃度為15mg/L的硝酸銅溶液，調(diào)節(jié)pH至7，加入胺基功能化石墨烯量子點200mg，反應(yīng)30min，再加入50mg氯化鈉，靜置30min，取上清液，采用原子吸收測定溶液中殘余銅離子的濃度，去除率為97.5%。實施例2取50g活性炭與200mL16mol/L的濃硝酸在150℃條件下回流36h后，自然冷卻至室溫，用濾紙過濾除去硝酸溶液，并用去離子水清洗至濾液pH值接近6；將干燥后的濾渣置于100mL的乙二胺中，超聲分散后，加入20mL濃硫酸，于160℃條件下回流36h后，自然冷卻至室溫，4000rpm離心20min后離心洗滌5次除去多余乙二胺，即可得到胺基功能化石墨烯量子點；取100mL初始濃度為300mg/L的硝酸銅溶液，調(diào)節(jié)pH至8，加入胺基功能化石墨烯量子點200mg，反應(yīng)60min，再加入50mg氯化鈉，靜置30min，取上清液，采用原子吸收測定溶液中殘余銅離子的濃度，去除率為96.5%。實施例3取25g活性炭與250mL1mol/L的濃硝酸在60℃條件下回流12h后，自然冷卻至室溫，用濾紙過濾除去硝酸溶液，并用去離子水清洗至濾液pH值接近6；將干燥后的濾渣置于200ml的乙二胺中，超聲分散后，加入10ml濃硫酸，于60℃條件下回流24h后，自然冷卻至室溫，4000rpm離心10min后離心洗滌5次除去多余乙二胺，即可得到胺基功能化石墨烯量子點；取100mL初始濃度為150mg/L的硝酸銅溶液，調(diào)節(jié)pH至6，加入胺基功能化石墨烯量子點200mg，反應(yīng)10min，再加入50mg氯化鈉，靜置30min，取上清液，采用原子吸收測定溶液中殘余銅離子的濃度，去除率為96.3%。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。