CN104492674B - 一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法 - Google Patents

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本文公开一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法，从而提高其过滤性能的方法。该方法的具体步骤为：首先将石墨烯超声分散在庚烷溶液中；然后加入二甲基硅氧烷基体(Silicone elastomer base)‑庚烷溶液和相应二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)并搅拌均匀，再将混合好的分散液倒入喷雾瓶中，均匀地喷在空调过滤网上；最后通过加热使石墨烯颗粒更好地附着与过滤网上即可。即以空调过滤网为载体，利用石墨烯超高的比表面和特有的静电吸附能力，可以阻隔空气中更小的颗粒，达到更好的净化效果。同时，所制备的滤网具有超疏水特性，可以很好的防止细菌滋生。

Description

一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法
技术领域
本发明涉及一种利用喷涂方法制备石墨烯基空调滤网从而净化空气的方法。
背景技术
空气过滤器滤网是一种净化设备,为凹凸式蜂巢结构，可广泛应用于空气过滤、污水过滤系统。常用的滤料材质有铝网、不锈钢网、无纺布、纤维网、活性炭滤网等，这些传统材料的净化性能往往不是十分理想，只能阻挡或者简单吸附一些大颗粒物质，对微小颗粒灰尘无效。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，具有极其优越的电学、磁学、热学、光学等物理化学性质(Nature,2007,6,183；Nature,2012,490,192)。而由于石墨烯材料具有较大的比表面积、良好的化学稳定性，近年来在环境污染物深度吸附处理方面的应用逐渐引起了人们的关注。将石墨烯作为吸附物质运用在处理废水的工艺已经日渐成熟并展现出其强大的优越性(Nature Communications，2014,5,4843)。故将这一性能利用在空气净化方面，即依靠石墨烯的静电吸附力吸附空气中的带电灰尘及微小颗粒，可以取得传统材质的过滤网无法达到的吸附性能，具有光明的前景。另外，制备的空调滤网具有超疏水特性，因此可以很好的防止细菌滋生。
发明内容
技术问题：本发明提供一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法，利用石墨烯超高的比表面和特有的静电吸附能力，可以阻隔空气中更小的颗粒，达到更好的净化效果。同时，所制备的滤网具有超疏水特性，可以很好的防止细菌滋 生，从而提高其过滤性能。
技术方案：本发明的一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法，包括以下步骤：
1)首先将石墨烯超声分散于庚烷中，接着将该分散液置于搅拌器上；
2)然后加入二甲基硅氧烷基体(Silicone elastomer base)的庚烷溶液和相应二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)，制成混合液；
3)再将配制好的混合液倒入喷雾器中，均匀喷在空调过滤网上；在室温下自然晾干庚烷，再放入80℃～200℃烘箱中，最终制备出聚二甲基硅氧烷PDMS与石墨烯包覆的空调滤网。
石墨烯的来源包括：还原氧化石墨所制得的石墨烯、可膨胀石墨高温还原的石墨烯及插层剥离所制备的石墨烯。
石墨烯分散液的浓度范围在1mg/mL～7mg/mL。
二甲基硅氧烷基体与二甲基硅氧烷固化剂的质量比为10:1～10:5。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下特点：
现有的产品中，大多是用铝网、不锈钢网、无纺布、纤维网、活性炭等作为阻挡或者吸附材料。这些材料有的只是物理性阻挡，利用相互交织的细密空隙阻挡大颗粒灰尘；有的如活性炭具有一定吸附作用。活性炭拥有较大的比表面积，一般在500m2/g～1500m2/g，内部空隙发达，可以吸附小颗粒灰尘。而石墨烯作为近几年新兴材料，其彼表面积可高达2600m2/g，这将提供一种吸附性能更强的材料。本发明第一次提出将石墨烯喷涂到空调过滤网上，利用石墨烯超高的比表面和特有的静电吸附能力，可以阻隔空气中更小的颗粒，达到更好的净化效果。同时，所制备的滤网具有超疏水特性，可以很好的防止细菌滋生。
具体实施方式
首先将石墨烯加入到庚烷中，超声分散形成1mg/mL到7mg/mL的石墨烯分散液；然后将其转移到搅拌器上，依次加入用庚烷溶解稀释的二甲基硅氧烷基体(Siliconeelastomer base)和相应二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)；搅拌均匀后倒入喷雾瓶中。接着将空调过滤网用乙醇和去离子水超声清洗，干燥后将上述配制好的分散液喷于过滤网上。最后，等所得的样品在室温下 晾干后将其放入烘箱，在80℃～200℃温度下干燥。
下面通过实施例对本发明做进一步具体说明。
实施例1：
第一步，将还原氧化石墨所制得的石墨烯加到庚烷中，超声制得浓度为1mg/mL的分散液30ml，并置于搅拌器上开始搅拌；
第二步，加入3.6g二甲基硅氧烷基体(Silicone elastomer base)和0.36g二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)，持续搅拌后倒入喷雾瓶中；
第三步，用喷雾瓶给清洗干净并干燥好的空调滤网均匀喷上之前所得石墨烯分散液，置于室温下自然晾干；
第四步，将所得产品放到烘箱中，在80℃温度下加热8h。
实施例2：
调控方法基本同实施例1，不同之处为：石墨烯为通过高温还原膨胀石墨所得，石墨烯浓度调整为5mg/mL；
实施例3：
调控方法基本同实施例1，不同之处为：石墨烯浓度调整为7mg/mL；
实施例4：
调控方法基本同实施例2，不同之处为：石墨烯为通过插层剥离石墨所得，石墨烯浓度调整为7mg/mL；
实施例5：
调控方法基本同实施例1，不同之处为：二甲基硅氧烷基体(Silicone elastomerbase)和二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)的质量比为5:1，即加入3.6g二甲基硅氧烷基体和0.72g二甲基硅氧烷固化剂；
实施例6：
调控方法基本同实施例2，不同之处为：二甲基硅氧烷基体(Silicone elastomerbase)和二甲基硅氧烷固化剂(silicone elastomer curing agent)的质量比为2:1，即加入3.6g二甲基硅氧烷基体和1.8g二甲基硅氧烷固化剂；
实施例7：
调控方法基本同实施例6，不同之处是烘箱温度为150℃；
实施例8：
调控方法基本同实施例6，不同之处是烘箱温度为200℃。

Claims (1)

1.一种利用喷涂法制备石墨烯基空调滤网的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)首先将石墨烯超声分散于庚烷中，接着将该分散液置于搅拌器上；
2)然后加入二甲基硅氧烷基体的庚烷溶液和相应二甲基硅氧烷固化剂，制成混合液；
3)再将配制好的混合液倒入喷雾器中，均匀喷在空调过滤网上；在室温下自然晾干庚烷，再放入80℃～200℃烘箱中，最终制备出聚二甲基硅氧烷PDMS与石墨烯包覆的空调滤网；
石墨烯的来源包括：还原氧化石墨所制得的石墨烯、可膨胀石墨高温还原的石墨烯及插层剥离所制备的石墨烯；
石墨烯分散液的浓度范围在1mg/mL～7mg/mL；
二甲基硅氧烷基体与二甲基硅氧烷固化剂的质量比为10:1～10:5。
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