CN103055806A - 碳包覆凹凸棒黏土复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料，包括：凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒。本发明还提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合，发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料具有较强的吸附能力，用于吸附去除污水中的重金属时具有显著效果，对水中的二价铅离子和六价铬离子均具有良好的吸附去除能力。实验结果表明，本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料用于去除水中的重金属离子时，其吸附能力高于凹凸棒黏土、活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖聚合物等多种吸附剂。

Description

碳包覆凹凸棒黏土复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料及其制备方法。

背景技术

重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，如铅、铬、镉、汞、砷等，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等认为因素所致，大部分表现在水污染中，少部分表现在大气污染和固体废物污染中。重金属不仅不能被生物降解，而且具有生物累积性，会给环境和人体健康造成严重的危害。如，饮用水中含有大量六价铬离子时，会增加罹患腹泻、膀胱癌、肝癌、肾癌、皮肤癌等疾病的风险；二价铅离子会影响人类的智力、红血细胞以及神经***等；汞离子直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力的破坏性极大；铬会引起腹部不适、腹泻、过敏性皮炎、湿疹、咽炎、支气管炎等症状。

现有技术公开了多种去除水中重金属离子的方法，如沉淀法、离子交换法、反渗透法、膜分离法、电化学方法等，但是这些方法均存在成本较高、应用于工业中的可行性较差等缺点。而吸附法是指利用多孔性固体相物质吸附分离水中污染物的方法，其具有成本低、操作简单等优点，是目前去除水中重金属离子的研究热点之一。在采用吸附法去除水中重金属离子的过程中，多孔性固体相物质，即吸附剂是决定去除效率的关键因素，目前常用的吸附剂包括活性碳、氧化活性碳、碳的气凝胶、碳纳米管、壳聚糖复合物、活化煤、焦碳、煤渣、树脂、木屑等。但是，这些吸附剂均具有吸附容量小、吸附不完全等缺点。

凹凸棒黏土是一种含水富镁铝的硅酸盐黏土矿物，具有层链状结构，其理想的化学分子式为Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O。凹凸棒黏土具有独特的结构，其晶体呈针状、纤维状集合体，单根纤维晶的直径在20nm左右，长度可达4μm，可作为纳米材料的前驱体。凹凸棒黏土具有阳离子交换性能、较大的比表面积、较好的悬浮性和耐盐性，因而具有较好的胶体悬浮性和吸附性能。本发明人考虑，对凹凸棒黏土进行表面处理增加凹凸棒黏土的吸附性能后，可用于去除污水中的重金属离子。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料及其制备方法，本发明提供的制备方法工艺简单，得到的碳包覆凹凸棒黏土复合材料吸附容量较大。

本发明提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料，包括：凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒。

优选的，所述凹凸棒黏土和所述碳纳米颗粒的质量比为1∶(0.5～3.5)。

优选的，所述碳纳米颗粒的直径为0.5nm～20nm。

与现有技术相比，本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料包括凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒。本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料具有较强的吸附能力，用于吸附去除污水中的重金属时具有显著效果，对水中的二价铅离子和六价铬离子均具有良好的吸附去除能力。实验结果表明，本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料用于去除水中的重金属离子时，其吸附能力高于凹凸棒黏土、活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖聚合物等多种吸附剂，其在pH值为6.0时对水中二价铅离子的最高吸附量为263.83mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的4930倍；其在pH值为2.0时对水中六价铬离子的最高吸附量为177.74mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的2.5倍。

本发明还提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合，发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

优选的，所述凹凸棒黏土与所述葡萄糖的质量比为1∶(3～8)。

优选的，所述葡萄糖与所述水的质量比为(3～8)∶76。

优选的，所述碳化反应的时间为24h～48h。

优选的，所述碳化反应的温度为160℃～180℃。

优选的，还包括：

对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行洗涤。

优选的，所述洗涤具体包括：

采用水对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行第一次洗涤；

采用乙醇对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行第二次洗涤。

本发明以凹凸棒黏土为模板，以葡萄糖为原料发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料，原料价格低廉、来源广泛，制备方法简单，对环境无污染，得到的碳包覆凹凸棒黏土复合材料中含有羰基、羧基等功能基团，能够与水中的重金属离子发生离子交换作用、氧化还原反应等作用，用于吸附除去水中的重金属离子时具有显著效果。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片；

图2为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片；

图3为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的中倍扫描电镜照片；

图4为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的透射电镜照片；

图5为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线；

图6为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线；

图7为本发明实施例2提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片；

图8为本发明实施例2提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片；

图9为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片；

图10为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片；

图11为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线；

图12为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线；

图13为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土的扫描电镜照片；

图14为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土的透射电镜照片；

图15为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土对二价铅离子的等温吸附曲线；

图16为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土对六价铬离子的等温吸附曲线。

具体实施方式

本发明提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料，包括：凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒。

在所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料中，所述凹凸棒黏土为模板，使碳纳米颗粒包覆在所述凹凸棒黏土表面，避免形成碳球。所述凹凸棒黏土是一种含水富镁铝的硅酸盐黏土矿物，具有阳离子交换性能、较大的比表面积、较好的悬浮性和耐盐性，可用作吸附剂。本发明对所述凹凸棒黏土没有特殊限制，市场上购买得到的凹凸棒黏土即可。

在所述碳包覆凹凸棒黏土表面包覆有碳纳米颗粒，所述碳纳米颗粒具有较大的比表面积，使得所述碳包覆凹凸棒粘土复合材料具有良好的吸附能力，用于吸附去除水中的金属离子时具有显著效果。在本发明中，所述碳纳米颗粒的直径优选为0.5nm～20nm，更优选为1nm～15nm，最优选为5nm～10nm。所述凹凸棒黏土与所述碳纳米颗粒的质量比优选为1∶(0.5～3.5)，更优选为1∶(0.8～3)，最优选为1∶(1.2～2.8)。

在本发明中，所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料优选为棒状结构，其直径优选为20nm～100nm，更优选为30nm～80nm，最优选为40nm～60nm；其长度为微米级，优选为1μm～10μm，更优选为1.5μm～8μm，最优选为2μm～7μm。

本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料具有较大的比表面积、较强的吸附能力，可用作去除水中重金属的吸附剂。实验表明，本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料具有较好的吸附性能，吸附容量优于凹凸棒黏土、活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖聚合物等多种吸附剂，其在pH值为6.0时对水中二价铅离子的最高吸附量为263.83mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的4930倍；其在pH值为2.0时对水中六价铬离子的最高吸附量为177.74mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的2.5倍。

本发明还提供了一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合，发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

本发明以凹凸棒黏土为模板，以葡萄糖为原料发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料，原料价格低廉、来源广泛，制备方法简单，对环境无污染，得到的碳包覆凹凸棒黏土复合材料具有良好的吸附能力，用于吸附除去水中的重金属离子时具有显著效果。

本发明首先将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合，搅拌均匀后，葡萄糖以凹凸棒黏土为模板发生碳化反应，在凹凸棒黏土表面形成碳纳米颗粒，得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。与淀粉、麦芽糖和蔗糖等多糖以及果糖相比，以葡萄糖为原料进行碳化反应能够避免碳球的形成，使得到的碳包覆凹凸棒黏土复合材料尺寸较为均匀。

在本发明中，所述凹凸棒黏土与所述葡萄糖的质量比优选为1∶(3～8)，更优选为1∶(4～6)，最优选为1∶(4.5～5.5)；所述葡萄糖与所述水的质量比优选为(3～8)∶76，更优选为(4～6)∶76，最优选为(4.5～5.5)∶76。也就是说，在本发明中，所述凹凸棒黏土的质量浓度优选为13.16g/L，所述葡萄糖的质量浓度优选为39.47g/L～105.26g/L。在本发明中，所述葡萄糖与水的质量比对碳包覆凹凸棒黏土复合材料的尺寸均匀性具有较大的影响，本领域技术人员可以通过调整葡萄糖和水的质量比获得尺寸均匀性较好的碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

在本发明中，所述葡萄糖发生碳化反应的温度优选为160℃～180℃，更优选为165℃～175℃；所述葡萄糖发生碳化反应的时间优选为24h～48h，更优选为30h～45h，最优选为35h～40h。在本发明中，所述碳化反应的温度和时间是影响碳包覆凹凸棒黏土复合材料直径和碳纳米颗粒直径的重要因素，本领域技术人员可以通过调整碳化反应的时间和温度获得需要直径的碳包覆凹凸棒复合材料。

本发明首先将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合均匀后，优选在水热反应釜中进行碳化反应，碳化反应完毕后，将所述水热反应釜冷却至室温，将得到的反应产物过滤，优选采用孔径为220nm的滤膜过滤，优选将过滤后得到的产物进行洗涤，更优选为首先采用水对得到的产物进行第一次洗涤，再采用乙醇对得到的产物进行第二次洗涤。洗涤完毕后，将得到的产物在60℃烘箱中加热24h后，得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

本发明以葡萄糖为原料进行碳化反应得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料，其含有较多的羰基、羧基等活性基团，能够与水中的重金属离子发生离子交换作用、氧化还原反应等，从而有利于对水中的重金属离子的吸附去除。另外，本发明还可以对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行修饰改性，提高其吸附能力和对特定金属离子的选择吸附性。

得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料后，对其进行重金属离子吸附性能测试，结果表明，其吸附容量优于凹凸棒黏土、活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖聚合物等多种吸附剂，其在pH值为6.0时对水中二价铅离子的最高吸附量为263.83mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的4930倍；其在pH值为2.0时对水中六价铬离子的最高吸附量为177.74mg/g，是凹凸棒黏土吸附量的2.5倍。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料及其制备方法进行详细描述。

以下各实施例中，凹凸棒黏土均为购自安徽明美矿物化工有限公司、规格为L60的吸附剂凹凸棒黏土。

实施例1

室温条件下，将0.5g凹凸棒黏土与1.5g葡萄糖溶于38mL水中，搅拌均匀后将得到的混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中；将反应釜升温至160℃，恒温反应48h；然后将反应釜冷却至室温，将得到的反应产物用孔径为220nm的滤膜过滤，再将过滤产物分别用水和乙醇清洗、在60℃烘箱中烘干24h，得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行场发射扫描电子显微镜观察，结果参见图1、图2和图3，图1为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片，图2为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片，图3为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的中倍扫描电镜照片；对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行场发射透射电子显微镜观察，结果参见图4，图4为本发明实施例1提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的透射电镜照片。由图1、图2、图3和图4可知，本发明得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料包括凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒，所述碳纳米颗粒的直径约为1nm～5nm，所述复合材料的直径约为30nm～60nm，其长度可达几微米。

用0.1mol/L的NaOH溶液将50.0mL含Pb(II)的溶液的pH值调节至6.0，将10.0mg实施例1制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中二价铅离子的浓度，结果参见图5，图5为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线，由图5可知，实施例1制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Pb(II)的最大吸附量为114.16mg/g。

用0.1mol/L的盐酸溶液将15.0mL含Cr(VI)的溶液的pH值调节至2.0，将10.0mg实施例1制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后，水溶液颜色由橙黄色变浅，用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中六价铬离子的浓度，结果参见图6，图6为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线，由图6可知，实施例1制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Cr(VI)的最大吸附量为77.51mg/g。

实施例2

室温条件下，将0.5g凹凸棒黏土与4.0g葡萄糖溶于38mL水中，搅拌均匀后将得到的混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中；将反应釜升温至160℃，恒温反应48h；然后将反应釜冷却至室温，将得到的反应产物用孔径为220nm的滤膜过滤，再将过滤产物分别用水和乙醇清洗、在60℃烘箱中烘干24h，得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行场发射扫描电子显微镜观察，结果参见图7和图8，图7为本发明实施例2提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片，图8为本发明实施例2提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片。由图7和图8可知，本发明得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料除了包括凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒外，还包括大量碳球，所述碳球的直径约为800nm。

用0.1mol/L的NaOH溶液将50.0mL含Pb(II)的溶液的pH值调节至6.0，将10.0mg实施例2制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中二价铅离子的浓度，结果参见图5，图5为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线，由图5可知，实施例2制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Pb(II)的最大吸附量为125.18mg/g。

用0.1mol/L的盐酸溶液将15.0mL含Cr(VI)的溶液的pH值调节至2.0，将10.0mg实施例2制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后，水溶液颜色由橙黄色变浅，用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中六价铬离子的浓度，结果参见图6，图6为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线，由图6可知，实施例2制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Cr(VI)的最大吸附量为222.04mg/g。

实施例3

室温条件下，将0.5g凹凸棒黏土与2.5g葡萄糖溶于38mL水中，搅拌均匀后将得到的混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中；将反应釜升温至160℃，恒温反应48h；然后将反应釜冷却至室温，将得到的反应产物用孔径为220nm的滤膜过滤，再将过滤产物分别用水和乙醇清洗、在60℃烘箱中烘干24h，得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行场发射扫描电子显微镜观察，结果参见图9和图10，图9为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的低倍扫描电镜照片，图10为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料的高倍扫描电镜照片。由图9和图10可知，本发明得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料包括凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒，所述碳纳米颗粒的直径约为1nm～10nm，所述复合材料的直径约为40nm～80nm，其长度可达几微米。

用0.1mol/L的NaOH溶液将50.0mL含Pb(II)的溶液的pH值调节至6.0，将10.0mg实施例3制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中二价铅离子的浓度，结果参见图5和图11，图5为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线，图11为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对二价铅离子的等温吸附曲线，由图5和图11可知，实施例3制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Pb(II)的最大吸附量为263.83mg/g。

用0.1mol/L的盐酸溶液将15.0mL含Cr(VI)的溶液的pH值调节至2.0，将10.0mg实施例3制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后，水溶液颜色由橙黄色变浅，用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中六价铬离子的浓度，结果参见图6和图12，图6为本发明实施例提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线，图12为本发明实施例3提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对六价铬离子的等温吸附曲线，由图6和图12可知，实施例3制备的碳包覆凹凸棒黏土复合材料对Cr(VI)的最大吸附量为177.74mg/g。

比较例1

对凹凸棒黏土进行场发射扫描电子显微镜观察，结果参见图13，图13为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土的扫描电镜照片；对所述凹凸棒黏土进行场发射透射电子显微镜观察，结果参见图14，图14为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土的透射电镜照片。

用0.1mol/L的NaOH溶液将50.0mL含Pb(II)的溶液的pH值调节至6.0，将10.0mg比较例1提供的凹凸棒黏土剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中二价铅离子的浓度，结果参见图15，图15为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土对二价铅离子的等温吸附曲线，由图15可知，比较例1提供的凹凸棒黏土对Pb(II)的最大吸附量为0.05mg/g。

用0.1mol/L的盐酸溶液将15.0mL含Cr(VI)的溶液的pH值调节至2.0，将10.0mg比较例1提供的凹凸棒黏土剧烈搅拌分散于所述水溶液中；在室温下，搅拌30h后，水溶液颜色由橙黄色变浅，用感应耦合等离子体(ICP)检测吸附后溶液中六价铬离子的浓度，结果参见图16，图16为本发明比较例1提供的凹凸棒黏土对六价铬离子的等温吸附曲线，由图16可知，比较例1提供的凹凸棒黏土对Cr(VI)的最大吸附量为71.1mg/g。

比较例2～5

分别以活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖复合物为吸附剂吸附水中的二价铅离子和六价铬离子，结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的吸附剂的吸附能力。

表1本发明实施例及比较例提供的吸附剂的吸附能力

表1中，比较例2的数据来源于Babu，B.V.；Gupta，S.Adsorption 2008，14，85～92和Goel，J.；Kadirvelu，K.；Rajagopal，C.；Garg，V.K.J.Hazard.Mater.2005，125，211～220；比较例3的数据来源于Zhao，N.Q.；Wei，N.；Li，J.J.；Qiao，Z.J.；Cui，J.；He，F.Chem.Eng.J.2005，115，133～138；比较例4的数据来源于Demir-Cakan，R.；Baccile，N.；Antonietti，M.；Titirici，M.M.Chem.Mater.2009，21，484～490；比较例5的数据来源于Liang，H.W.；Cao，X.；Zhang，W.J.；Lin，H.T.；Zhou，F.；Chen，L.F.；Yu，S.H.Submitted for publication；比较例6的数据来源于Boddu，V.M.；Abburi，K.；Talbott，J.L.；Smith，E.D.Environ.Sci.Technol.2003，37，4449～4456。

由表1可知，与未包覆的凹凸棒黏土、活性炭、氧化性活性炭、碳的气凝胶、碳纳米管和壳聚糖复合物等吸附剂相比，本发明提供的碳包覆凹凸棒黏土复合材料作为吸附剂时，对二价铅离子和六价铬离子均具有较强的吸附能力，如其吸附Pb(II)和Cr(VI)的能力分别为凹凸棒黏土的4930倍和2.5倍。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料，包括：凹凸棒黏土和包覆在所述凹凸棒黏土表面的碳纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的碳包覆凹凸棒黏土复合材料，其特征在于，所述凹凸棒黏土和所述碳纳米颗粒的质量比为1∶(0.5～3.5)。

3.根据权利要求2所述的碳包覆凹凸棒黏土复合材料，其特征在于，所述碳纳米颗粒的直径为0.5nm～20nm。

4.一种碳包覆凹凸棒黏土复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将凹凸棒黏土与葡萄糖在水中混合，发生碳化反应后得到碳包覆凹凸棒黏土复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述凹凸棒黏土与所述葡萄糖的质量比为1∶(3～8)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖与所述水的质量比为(3～8)∶76。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳化反应的时间为24h～48h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳化反应的温度为160℃～180℃。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：

对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行洗涤。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤具体包括：

采用水对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行第一次洗涤；

采用乙醇对所述碳包覆凹凸棒黏土复合材料进行第二次洗涤。

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