本发明专利技术公开了一种石墨烯/LDH杂化复合材料的制备方法，包括如下步骤：将垃圾焚烧飞灰和铝灰分别加入发酵废液中，充分混合浸提，过滤后取滤液；将获得的飞灰滤液和铝灰滤液按照Ca<supgt;2+</supgt;和Al<supgt;3+</supgt;的摩尔比大于1.5：1混合，调节pH至10‑12，充分搅拌得到混合悬浮液；将混合悬浮液转移至球磨罐中，加入氧化石墨烯、钢渣、飞灰和去离子水，进行机械球磨，离心、抽滤，并进行洗涤，干燥后得到石墨烯/LDH杂化复合材料。通过垃圾焚烧飞灰、铝灰、钢渣以及发酵废液多种危险废物的协同处置，利用机械化学法直接完成合成以氧化石墨烯和蒙脱石为基底的GLDH，对重金属Cd和Cu具有较大的吸附容量，可广泛应用于废水中重金属的吸附以及改良土壤中。
1、生活和城市发展过程中产生的大量废弃物如垃圾焚烧飞灰、铝灰、矿渣、炉渣、粉煤灰、电镀废水等，多半含有有毒物质，如果不加以处置，会对环境造成污染，例如垃圾焚烧飞灰含有剧毒有机化合物和重金属，会对人体产生严重危害；铝灰小颗粒的粉尘易进入空气污染大气环境，水溶性盐离子、重金属等渗出可能会导致土地盐碱化，因此，固废的无害化资源化处置也将成为重要环保问题之一。但另一方面这些废弃物中含有大量ca、si、al等有价值的元素，用以制备层状双金属氢氧化物（ldhs）并加以应用可以有效促进废弃物资源化利用，降低ldhs生产成本。
2、ldhs是一种阴离子型黏土材料，由主层板、层间阴离子和水分子组成，最为典型的合成方法是共沉淀法结合水热法，目前主要在催化剂、吸附剂和阻燃剂、缓蚀剂等应用方向上有相应的研究。以废弃物制备的ldhs与纯化学试剂合成的ldhs具有相似的性能，但是由于废弃物的成分往往比较复杂，合成得到的ldhs成分也会更为复杂，例如主层板中可能会包含多种金属元素，层间也可能存在多种不同的阴离子，这可能会影响其性质和性能，并且会增加探究应用机理的难度。但是复杂的成分可能会增强其性能，与普通ldhs相比，废弃物制备的ldhs具有更高的经济和环境价值。
>1、为了解决上述问题中的至少一种，本专利技术提供了一种石墨烯/ldh杂化复合材料的制备方法及应用。2、为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术手段：
3、本专利技术的第一方面提供了一种石墨烯/ldh杂化复合材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将垃圾焚烧飞灰和铝灰分别加入发酵废液中，充分混合浸提，过滤后取滤液，飞灰滤渣收集备用；
5、s2：将获得的飞灰滤液和铝灰滤液按照二价金属阳离子ca2+和三价金属阳离子al3+的摩尔比大于1.5：1进行混合并调节ph至10-12，充分搅拌后得到混合悬浮液；
6、s3：将混合悬浮液转移至球磨罐中，加入氧化石墨烯、钢渣、步骤s1得到的飞灰滤渣，进行机械化学法球磨处置；
7、s4：将s3中的混合液离心、抽滤，并进行洗涤，干燥后得到石墨烯/ldh杂化复合材料。
8、在本专利技术的具体实施方案中，飞灰滤液和铝灰滤液混合后，调节ph至11。
9、在本专利技术的一些实施方案中，所述发酵废液为生物化工过程产生的ph 1~5的酸性废液。
10、在本专利技术的一些实施方案中，所述发酵废液还可以用无机酸溶液代替，所述无机酸为醋酸、盐酸。
11、在一些具体实施方案中，将垃圾焚烧飞灰加入0.4-0.5m的醋酸溶液，转速为600-700 rpm，酸洗搅拌20-24 h，将铝灰加入0.2-0.3m的盐酸溶液，转速为400-500 rpm，酸洗搅拌10-12h；将得到的混合液分别过0.45μm滤膜取滤液。
12、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤s1中，液固比（5~10）：1，浸提时间为12~24小时。
13、在本专利技术的一些实施方案中，所述氧化石墨烯、钢渣、步骤s1得到的飞灰滤渣的质量比为（0.01-0.1）：1：1；所述氧化石墨烯与混合悬浮中二价金属阳离子ca2+的摩尔比比为（0.01-0.1）：1。
14、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤s3中机械化学法球磨处置条件为：球料比（8-10）：1。
15、在本专利技术的一些实施方案中，所述机械化学法球磨处置的球磨时间为2-6h，球磨转速为300-600rpm。
16、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤s4中，洗涤步骤为两次去离子水洗涤和一次乙醇洗涤。
17、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤s4中，干燥条件为50-110℃。
18、本专利技术还提供了一种采用第一方面所述的方法制备得到的石墨烯/ldh杂化复合材料。
19、本专利技术还提供了一种采用第一方面所述的方法制备得到的石墨烯/ldh杂化复合材料在废水中重金属的吸附中的应用。
20、在本专利技术的一些实施方案中，应用在对废水中重金属cd的吸附中。
21、在本专利技术的一些实施方案中，应用在对废水中重金属cu的吸附中。
22、本专利技术还提供了一种采用第一方面所述的方法制备得到的石墨烯/ldh杂化复合材料在改良土壤中的应用，所述土壤受重金属cd和/或cu的污染。
23、在土壤改良的应用中，将所述石墨烯/ldh杂化复合材料与污染土壤混合。
24、本专利技术的有益效果
25、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
26、（1）本专利技术利用生物或者化工过程发酵废液对飞灰和铝灰中有效组分进行浸提，替代了工业盐酸、硫酸、醋酸等使用，在降低工业无机酸用量带来的购买成本和处置成本的同时，还能协同处理生物或者化工过程发酵废液，降低发酵废液额外的处置成本。本专利技术利用垃圾焚烧飞灰、铝灰、石墨烯、钢渣合成gldh，通过多种危险废物的协同处置及高值化利用，替代废弃物填埋处理，对有效成分实现充分应用，减少环境污染的同时提高了经济价值。
27、总的来说，利用垃圾焚烧飞灰、铝灰协同生物化工过程产生的酸性发酵废液利用球磨法制备ldhs，一方面对垃圾焚烧飞灰、铝灰、生物化工产生的酸性废液、钢渣进行了资源化利用，减少飞灰固化填埋、飞灰铝灰钢渣处理、酸性废液处理相关费用，另一方面，制备得到的石墨烯/ldh杂化复合材料用于重金属吸附，减少纯试剂的消耗，产生巨大的经济效益。利用本专利技术的方法不仅可以对飞灰实现稳定化处理，而且工艺简单，容易制备，对设备要求较低，具有普适性，可以广泛推广使用。
28、（2）本专利技术在石墨烯/ldh杂化复合材料（gldh）的制备过程中，利用机械化学法直接完成合成以氧化石墨烯（go）和蒙脱石为基底的复合gldh，省去了gldh的分步制备过程，整体反应过程更为高效，降低经济成本。
29、（3）本专利技术中通过球磨处理，钢渣和飞灰在此过程中有蒙脱石产生，同时在氧化石墨烯的作用下，制备的gldh具有较大比表面积，能够暴露更多活性位点，可广泛应用于废水中重金属的吸附以及改良土壤中。
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【技术保护点】
1.一种石墨烯/LDH杂化复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵废液为生物化工过程产生的pH 1~5的酸性废液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵废液还可以用无机酸溶液代替，所述无机酸为醋酸、盐酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1中，液固比（5~10）：1，浸提时间为12~24小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯、钢渣、步骤S1得到的飞灰滤渣的质量比为（0.01-0.1）：1：1；所述氧化石墨烯与混合悬浮中二价金属阳离子Ca2+的摩尔比为（0.01-0.1）：1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S3中机械化学法球磨处置条件为：球料比（8-10）：1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述机械化学法球磨处置的球磨时间为2-6h，球磨转速为300-600rpm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S4中，洗涤步骤为两次去离子水洗涤和一次乙醇洗涤。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S4中，干燥条件为50-110℃。
10.一种采用权利要求1-9所述的方法制备得到的石墨烯/LDHs杂化复合材料。
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【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/ldh杂化复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵废液为生物化工过程产生的ph 1~5的酸性废液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵废液还可以用无机酸溶液代替，所述无机酸为醋酸、盐酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤s1中，液固比（5~10）：1，浸提时间为12~24小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯、钢渣、步骤s1得到的飞灰滤渣的质量比为（0.01-0.1）：1：1；所述氧化石墨烯与混合悬浮中二价金属阳离子...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭亚旗，杨海宁，赵星磊，陆胜勇，李海龙，应晟煜，丁佳敏，朱占恒，孙胜，严建华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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