CN105727885A - 石墨烯环境污染净化剂的制备方法 - Google Patents

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李沧海
张砥中
戴仕兵
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Abstract

本发明公开了石墨烯环境污染净化剂的制备方法，包括石墨烯悬浮液和纳米矿晶悬浮液的配置，通过将上述两种溶液高速搅拌、超声波分散、静置、脱水、干燥、粉碎、成型后最终得到颗粒状或块状的净化剂产品。本发明制备的石墨烯环境污染净化剂将活性炭的吸附特性与纳米矿晶吸附剂的吸附特性以及石墨烯的纳米特性三者有机地结合在一起，它既可处理空气污染的净化也可用于处理水污染的净化。因此，它的吸附能力更强，吸附容量更大，吸附速率更快；在零下低温状态下及空气湿度大于90%以上潮热环境下依然保持常态的吸附能力，并且在当吸附达到饱和时可多次反复再生使用。再生温度低，只需60℃??90℃。

Description

石墨烯环境污染净化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及净化材料领域，更具体的，涉及一种石墨烯环境污染净化剂的制备方法。
背景技术
在环境污染净化领域目前常用的净化剂包括活性炭类净化剂、活性氧化铝吸附剂、硅胶类净化剂。上述净化剂尽管具有一定的净化效果，但是还存在吸附容量小、吸附速率慢、吸附期短、选择性吸附差的缺陷，此外在环境湿度过大时，上述净化剂对甲醛等有毒有害有机物的吸附能力大大降低。此外在当吸附达到饱和时上述净化剂可重复循环利用的效果很差。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了石墨烯环境污染净化剂的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：石墨烯环境污染净化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1）将石墨烯加入到水和分散剂的溶液中，然后再进行超声分散处理，得到石墨烯悬浮液；
步骤2）将纳米矿晶材料、碳酸盐、草酸加入60~100℃的水溶液中进行中速搅拌得到悬浮液；
步骤3）将步骤2中的石墨烯悬浮液和步骤3中得到的悬浮剂进行高速搅拌得到浆状溶液；
步骤4）将步骤3中的浆状溶液进行超声波分散以使得石墨烯分散更加均匀，然后对超声波分散的溶液进行静置；
步骤5）脱水、干燥得到块状的产品，
步骤6）将步骤5中块状的产品进行粉碎以获得具有晶格结构的粉末，然后根据需要将粉末成型得到最终需要的产品。
优选的，所述纳米矿晶材料为海泡土或凹凸棒土的至少一种。
优选的，所述的碳酸盐为碳酸锂。
优选的，所述分散剂为硅酸钠。
优选的，步骤2中的中速搅拌的速度在100~200转/分。
优选的，步骤3中高速搅拌的速度在2500~3500转/分。
优选的，所述反应物按重量百分比计，各组分比例如下：石墨烯：0.1~5%、纳米矿晶材料85~95%、碳酸锂0.5~3%、草酸3~10%、分散剂0.5~2%。
本发明具有如下有益效果：本发明制得的石墨烯环境污染净化剂系将活性炭的吸附特性与纳米矿晶吸附剂的吸附特性以及石墨烯的纳米特性三者有机地结合在一起。因此，它的吸附能力更强，吸附容量更大，吸附速率更快；在零下低温状态下及空气湿度大于90%以上潮热环境下依然保持常态的吸附能力，并且在当吸附达到饱和时可多次反复再生使用。再生温度低，只需60℃--90℃。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细描述：石墨烯环境污染净化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1）将石墨烯加入到水和分散剂的溶液中，然后再进行超声分散处理，得到石墨烯悬浮液；
步骤2）将纳米矿晶材料、碳酸盐、草酸加入60~100℃的水溶液中进行中速搅拌得到悬浮剂；
步骤3）将步骤2中的石墨烯悬浮液和步骤3中得到的悬浮剂进行高速搅拌得到浆状溶液；
步骤4）将步骤3中的浆状溶液进行超声波分散以使得石墨分散更加均匀，然后对超声波分散的溶液进行静置；
步骤5）脱水、干燥得到块状的产品；
步骤6）将步骤5中块状的产品进行粉碎以获得具有晶格结构的粉末，然后根据需要将粉末成型得到最终需要的产品。
其中，所述纳米矿晶材料为海泡土或凹凸棒土的至少一种。所述的碳酸盐为碳酸锂。所述分散剂为硅酸钠。步骤2中的中速搅拌的速度在100~200转/分。步骤3中高速搅拌的速度在2500~3500转/分。
所述反应物按重量百分比计，各组分比例如下：石墨烯：0.1~5%、纳米矿晶材料85~95%、碳酸锂0.5~3%、草酸3~10%、分散剂0.5~2%。
本发明制备的石墨烯环境污染净化剂将活性炭的吸附特性与纳米矿晶吸附剂的吸附特性以及石墨烯的纳米特性三者有机地结合在一起。因此，它的吸附能力更强，吸附容量更大，吸附速率更快；在零下低温状态下及空气湿度大于90%以上潮热环境下依然保持常态的吸附能力，并且在当吸附达到饱和时可多次反复再生使用。再生温度低，只需60℃--90℃。
本发明制备得到的石墨烯净化剂与目前几种常见净化剂的吸附率对比如下。试验测试条件如下：一、68cm*50cm*45密封测试箱一只；二、内置物：①纯净水一杯、②高浓度甲醛溶液适量、③风扇一只、④座式温湿度计一支；三、表内5中净化剂各100克*3份分别置于5*3只蒸发皿上；四、测试温度＞30℃，湿度>90。
起始重（克） 24小时候重（克） 7天后重（克） 15天后重（克） 最终吸湿率（%） 最终吸甲醛（克）
空气净化专用活性炭 100 106.2 113.4 118.1 15 3.1
一级吸附级活性氧化铝 100 125 132.7 142.1 41.2 0.9
优质硅胶 100 120.1 126.4 132.7 32 0.7
优质竹炭净化剂 100 104 108.2 114.2 113.1 1.1
本发明得到的石墨烯净化剂 100 104.5 108.3 113.5 9.1 4.4

Claims (7)

1.石墨烯环境污染净化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1）将石墨烯加入到水和分散剂的溶液中，然后再进行超声分散处理，得到石墨烯悬浮液；
步骤2）将纳米矿晶材料、碳酸盐、草酸加入60~100℃的水溶液中进行中速搅拌得到悬浮剂；
步骤3）将步骤2中的石墨烯悬浮液和步骤3中得到的悬浮剂进行高速搅拌得到浆状溶液；
步骤4）将步骤3中的浆状溶液进行超声波分散以使得石墨分散更加均匀，然后对超声波分散的溶液进行静置；
步骤5）脱水、干燥得到块状的产品；
步骤6）将步骤5中块状的产品进行粉碎以获得具有晶格结构的粉末，然后根据需要将粉末成型得到最终需要的产品。
2.如权利要求1所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：所述纳米矿晶材料为海泡土或凹凸棒土的至少一种。
3.如权利要求1所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：所述的碳酸盐为碳酸锂。
4.如权利要求1所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：所述分散剂为硅酸钠。
5.如权利要求1所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中的中速搅拌的速度在100~200转/分。
6.如权利要求1所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：步骤3中高速搅拌的速度在2500~3500转/分。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的石墨烯环境污染净化剂的制备方法，其特征在于：所述反应物按重量百分比计，各组分比例如下：石墨烯：0.1~5%、纳米矿晶材料85~95%、碳酸锂0.5~3%、草酸3~10%、分散剂0.5~2%。
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