1.一種改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一:向500mL 40%的氫氧化鈉溶液中加入4.5g二氧化鈦,先用超聲波處理3h,然后將溶液放入磁力攪拌裝置中攪拌,得到一次粗品;
步驟二:將步驟一得到的一次粗品轉(zhuǎn)移入到反應釜中,反應釜中加設磁力攪拌轉(zhuǎn)子,并將反應釜放置在不銹鋼反應夾套里,不銹鋼反應夾套內(nèi)填充有水浴,反應釜在恒溫水浴中加熱,然后將反應釜取出冷卻至室溫,將反應釜中的粗品離心、抽濾,得到二次粗品;
步驟三:用蒸餾水將二次粗品洗滌至pH為10-10.5后,再加入稀酸將其pH值稀釋至2-2.5,然后靜置3h,使溶液中的氫離子與鈦酸鈉中的的鈉離子充分發(fā)生交換反應,從而將鈦酸鈉由鈉型轉(zhuǎn)化為氫型,用蒸餾水將其pH值洗滌至6-6.5;再加入稀酸將其pH值稀釋至2-2.5,然后靜置3h,使溶液中的氫離子與鈦酸鈉中的的鈉離子充分發(fā)生交換反應,從而將鈦酸鈉由鈉型徹底轉(zhuǎn)化成為氫型,再用蒸餾水將其pH值洗滌至6-6.5,抽濾,將濾餅放入冷凍干燥機中,在-60℃的環(huán)境下冷凍干燥24h,得到二氧化鈦納米管,將其在550℃下煅燒5.5小時,得到銳鈦型二氧化鈦納米管;
步驟四:稱取0.50g氧化石墨固體粉末,溶于200mL的蒸餾水中制成濃度為2.5mg/mL的氧化石墨水溶液,室溫下,將其進行超聲攪拌,得到石墨烯溶液;稱取0.20g銳鈦型二氧化鈦納米管,加入上述石墨烯溶液中,室溫下,將其進行超聲攪拌,得到銳鈦型二氧化鈦納米管及氧化石墨烯混合溶液;
步驟五:用移液槍量取10mL步驟四中的混合溶液,放入于25mL帶有活塞的樣品管中,再加入硫酸亞鐵溶液1mL,超聲攪拌3分鐘,用塞子密封樣品管,將其放入90℃恒溫水浴中,保溫6h,獲得銳鈦型二氧化鈦納米管和石墨烯復合水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于:所述步驟一中溶液放入磁力攪拌裝置中攪拌時間為3h,攪拌的轉(zhuǎn)速為300r/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于:所述步驟二中反應釜為聚四氟反應釜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于:所述步驟二中磁力攪拌轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為300r/min,所述步驟二中恒溫水浴的溫度始終維持在120℃,反應20-24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于:所述步驟四中兩次超聲攪拌均采用60Hz超聲波容器中超聲攪拌24-36h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的制備方法,其特征在于:所述步驟五中硫酸亞鐵溶液濃度為60-140mg/mL。
7.一種基于權(quán)利要求1-6任一所述改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的應用,其特征在于:用于吸附脫附氟離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的應用,其特征在于:用于吸附脫附氟化鈉溶液中的氟離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的應用,其特征在于,包括以下步驟:
步驟六:配置濃度為75mg/L、100mg/L、125mg/L、150mg/L、200mg/L的氟化鈉標準溶液40mL于50mL聚四氟乙烯燒杯中,分別加入水凝膠,密封燒杯,置于恒溫搖床中振蕩,每隔24h檢測剩余氟離子濃度;
步驟七:稱取2g氫氧化鈉固體,加水溶解,用100mL容量瓶定容,得到100mL 0.5mol/L的氫氧化鈉溶液,將吸附完氟離子得到的水凝膠放入0mL 0.5mol/L的氫氧化鈉溶液,再將容量瓶置于搖床中振蕩,每隔1h檢測溶液中氟離子濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改性銳鈦二氧化鈦納米管石墨烯水凝膠的應用,其特征在于,所述步驟六和步驟七中檢測氟離子濃度,將溶液按1:10比例用水稀釋后,采用氟離子選擇電極測定氟離子濃度。