本發明屬于氣凝膠吸油材料的合成技術領域，具體涉及一種具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料及其制備方法。

背景技術：

水污染嚴重威脅了人類的健康，近年來，凈化廢水的方法有很多，包括沉淀、生物降解、吸附和光催化氧化降解等等。但常規的去除效果往往不太理想并且可能造成二次污染。氣凝膠材料由于其三維（3D）結構具有良好的吸附性能，大部分氣凝膠具有良好的導電性、熱穩定性和物理強度較好等性能，可以用于油水分離、仿生材料以及電氣材料等。3D網狀結構的氣凝膠作為支撐的納米材料能解決現在簡單的吸附材料不能解決的吸收飽和度問題。聚苯胺（PANI）作為超級電容器的理想電極材料，具有制備工藝簡單、成本低廉、可逆性好、比容量高和能進行快速的摻雜與去摻雜過程等一系列優點，因此備受廣泛關注。但由于在長時間的充放電循環過程中其結構易出現溶脹和收縮行為，導致其循環穩定性較差，限制了它的進一步應用，與碳基材料復合是緩解此缺陷的最佳途徑之一。而作為新型碳材料的石墨烯有著良好的結構穩定性、強導電性和大比表面積，被認為是用來克服PANI結構不穩定性的最佳碳材料之一。但其除了用作超級電容器之外，還具有良好的吸附功能，用石墨烯與聚苯胺復合出來的氣凝膠復合吸油材料由于其特殊的結構而具有良好的吸附功能，然而目前尚沒有該方面的相關報道。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種能夠有效吸附廢油的具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料及其制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：將氧化石墨烯和聚苯胺加入到水中并超聲分散均勻得到溶液A，其中氧化石墨烯與聚苯胺的質量比為6:1-6，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料。

進一步優選，所述的氧化石墨烯與聚苯胺的質量比優選為3:2，制得的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料對廢棄真空泵油吸附后氣凝膠復合吸油材料的增重比為5.6×10³%。

本發明所述的具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料，其特征在于是上述方法制備得到的。

本發明具有以下有益效果：首次采用一鍋法制備出了具有高效吸附活性的3D網絡結構的聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料，合成工藝簡單且成本低廉，制得的氣凝膠復合吸油材料具有在常溫下高效吸附油類物質的特性。

附圖說明

圖1是本發明實施例4制得的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料的XRD圖譜；

圖2是本發明實施例4制得的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料的FT-IR圖譜。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.03g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為1.7×10³%。

實施例2

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.06g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為2.2×10³%。

實施例3

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.09g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為3.8×10³%。

實施例4

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.12g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為5.6×10³%。

圖1是本實施例制得的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料的XRD圖譜，由圖可知，RGO在2θ=26o有一個寬的衍射峰，是石墨烯的標準衍射峰。GOP的XRD圖譜說明聚苯胺復合到還原石墨烯后對石墨烯的晶型有一定的影響，使石墨烯的衍射峰降低并出現了聚苯胺的晶型。

圖2是本實施例制得的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料的FT-IR圖譜，由圖可知，氧化石墨烯的部分含氧官能團被還原，聚苯胺含量較少，且衍射峰與石墨烯重合，因此，GOP紅外圖譜與RGO紅外圖譜相比，無明顯差異。

實施例5

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.15g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為4.8×10³%。

實施例6

將0.18g氧化石墨烯（GO）和0.18g聚苯胺（PANI）加入到60mL水中并超聲分散均勻得到溶液A，再將該溶液A置于水熱反應釜中于150℃水熱反應24h，取出樣品后冰凍12h，然后置于冷凍干燥機中冷凍干燥48h得到具有高效吸附活性的3D聚苯胺/石墨烯氣凝膠復合吸油材料（GOP）。經過對廢棄真空泵油的吸附試驗，發現該氣凝膠復合吸油材料的質量增重比為4.4×10³%。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。