CN106087524B - 含碳纳米材料的空气过滤纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含碳纳米材料的空气过滤纸及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将碳纳米材料进行氧化处理，过滤洗涤至中性，干燥，得干燥后的碳纳米材料，将所述干燥后的碳纳米材料加入至有机溶剂中分散，得碳纳米材料分散液，然后在所述碳纳米材料分散液中加入硅烷偶联剂和缩合剂进行缩合反应，制备成碳纳米材料混合物；(2)将玻璃纤维材料加入水中加酸疏解分散，配置成玻璃纤维材料分散液；(3)将所述碳纳米材料混合物和玻璃纤维材料分散液混合，送至成型器上抽吸后得成型湿纸，再施胶、干燥，即得。本发明含碳纳米材料的空气过滤纸中的碳纳米材料分布均匀，空气阻力小、过滤效率高，并且具有优异的抗菌性能。

Description

含碳纳米材料的空气过滤纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种含碳纳米材料的空气过滤纸及其制备方法。

背景技术

过滤材料的纤维直径越小，除去空气中微粒的粒径就越小，过滤效率也就越高。与传统纤维相比，纳米级材料展现出了更好的过滤性能。碳纳米材料具有很小的纳米级直径、巨大的比表面积、优异的吸附性能、超强的力学性能，这些特性使得其在空气过滤领域具有良好的应用前景。此外，目前碳纳米材料已实现工业生产，原料较为便宜，且长度越来越长，这为碳纳米材料在空气过滤领域的应用提供直接条件。

然而，由于碳纳米材料直径尺寸是纳米级别，而普通空气过滤材料的直径是微米级别，两者尺寸相差太大，难以直接将碳纳米材料应用到空气过滤中。目前，将两者复合的方法主要是溶液沉积和气相生长。溶液沉积法操作简单，但碳纳米材料之间排列过于紧密，空气阻力非常大，且溶液沉积法在纸张干燥过程中，碳纳米材料会随着水分蒸发向两面扩散，使得碳纳米材料纸分布在纸张的两个表面上、中间没有碳纳米材料，而不是均匀分散于纸张中，影响过滤效果；由于纸张有一定的空隙，碳纳米材料在纸张上的截留率不高，浪费原材料。气相生长法是在多孔材料表面直接生长碳纳米材料，该方法条件苛刻，制备的膜面积非常小，不利于工业化推广。

近年来，研究发现碳纳米材料表面存在某些缺陷，将其作为功能载体，功能性基团或者特定物质可与缺陷部位通过共价键、非共价键的形式结合在其表面，使得碳纳米材料兼具各类功能。例如将纳米银等抗菌剂负载在碳纳米材料上，可明显提高抗菌活性，减少纳米银用量；将纳米氧化钛负载在碳纳米材料上制成光催化剂，可显著提高其催化效率。

因此，克服现有制备方法存在的不足，研发一种较现有的溶液沉积和气相生长法更好的碳纳米空气过滤纸的制备方法是迄今需要解决的一个问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种含碳纳米材料的空气过滤纸及其制备方法。

具体技术方案如下：

一种含碳纳米材料的玻璃纤维空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纳米材料加入至氧化剂中进行氧化处理，过滤洗涤至中性，干燥，得干燥后的碳纳米材料，将所述干燥后的碳纳米材料加入至有机溶剂中分散，得碳纳米材料分散液，所述干燥后的碳纳米材料的加入量为所述有机溶剂质量的0.5～1.5％；然后在所述碳纳米材料分散液中加入添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的1～20倍的硅烷偶联剂和添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的1～5倍的缩合剂进行缩合反应，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将玻璃纤维材料加入水中加酸调节至pH值为2.5～3.5，疏解分散，配置成玻璃纤维材料质量分数为0.01～0.1％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将所述碳纳米材料混合物和玻璃纤维材料分散液混合，送至成型器上抽吸后得成型湿纸，再施胶、干燥，即得含碳纳米材料的空气过滤纸；

所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、甲醇或乙腈；所述缩合剂为N,N'-羰基二咪唑、二异丙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺中的一种；

所述玻璃纤维材料为玻璃纤维和/或玻璃棉纤维。

本发明制备方法中的步骤(1)可在步骤(2)后进行，即可先进行步骤(1)，再进行步骤(2)；也可先进行步骤(2)，再进行步骤(1)。

上述步骤(2)中的玻璃纤维材料分散液中玻璃纤维材料质量分数优选为0.03～0.07％。

在其中一些实施例中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。

在其中一些实施例中，所述硅烷偶联剂的添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的19～20倍；所述缩合剂的添加量为干燥后的碳纳米材料的质量的2～3倍。

在其中一些实施例中，所述氧化处理中的所述碳纳米材料的加入量为所述氧化剂质量的0.1～1％。

上述氧化处理为将上述碳纳米材料加入至所述氧化剂中加热回流2～5h；所述碳纳米材料的加入量为所述氧化剂质量的0.1～1％。

在其中一些实施例中，所述氧化剂为浓硝酸、浓硫酸以及混酸中的一种，所述混酸由质量比为2.5～3.5：1的浓硫酸与浓硝酸混合而成。氧化剂优选为混酸。

在其中一些实施例中，所述玻璃纤维材料由直径为1～10μm的玻璃纤维以及直径为0.1～5μm的玻璃棉纤维混合而成，所述玻璃纤维和所述玻璃棉纤维的质量配比为1：3～6。所述玻璃纤维材料优选由直径为6～7μm直径的玻璃纤维以及0.1～2μm直径的玻璃棉纤维按1：5的质量比混合。

在其中一些实施例中，所述碳纳米材料为直径为7～200nm的碳纳米纤维和/或碳纳米管。

在其中一些实施例中，所述碳纳米材料混合物和玻璃纤维分散液的质量比为1：1000～10000。上述配比优选为1:9000～10000。

在其中一些实施例中，所述施胶步骤中使用的胶水为聚氨酯、丙烯酸树脂粘合剂中的一种或两种。

本发明还公开了一种上述制备方法所得的含碳纳米材料的空气过滤纸。

本发明相较现有技术的优点以及有益效果为：

发明人及其团队通过大量的研究，针对现有制备工艺的缺陷，研发出一种可使碳纳米材料均匀分布空气过滤纸中的制备方法，本发明制备方法中将碳纳米材料通过优选的氧化剂进行氧化处理后，使其表面带有羧基基团，然后与硅烷偶联剂在缩合剂的作用下脱水缩合，使碳纳米材料表面接枝硅烷偶联剂；将玻璃纤维，特别是选用特定直径范围的玻璃纤维以及玻璃棉纤维以优选配比配合而得的玻璃纤维进行分散，然后再将硅烷偶联剂改性的碳纳米材料和玻璃纤维分散液混合反应，碳纳米材料上的硅烷偶联剂在水中水解后，硅羟基与玻璃纤维材料表面的羟基缩合形成价健，从而使得碳纳米材料均匀粘附在玻璃纤维材料上。本发明通过大量实验和对比实验确定的技术参数，实现碳纳米材料与玻璃纤维材料的有效结合，并且使碳纳米材料分布均匀，从而真正得到高过滤效率、低阻力、高容尘量的空气过滤纸。

本发明制备所得含碳纳米材料的空气过滤纸中的碳纳米材料分布均匀；应用于空气过滤纸领域，空气阻力小、过滤效率高，并且具有优异的抗菌性能。

附图说明

图1为实施例1制备所得含碳纳米材料的空气过滤纸的电子显微镜扫描放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步具体的详细说明。

以下实施例中所用原料均为市售普通原料。

实施例1

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为50nm的碳纳米管加入至浓硫酸与浓硝酸的质量比为3:1的混酸中进行氧化处理，具体为将碳纳米管加入混酸中加热回流2h，碳纳米管的添加量为混酸质量的1％，然后过滤加水洗至中性，120℃干燥24h，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至N，N-二甲基甲酰胺中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为N，N-二甲基甲酰胺质量的1％；然后在碳纳米材料分散液中加入为干燥后的碳纳米材料的质量的20倍的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和为干燥后的碳纳米材料的质量的3倍的二环己基碳二亚胺，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将6.5μm直径的玻璃纤维、0.1～2μm直径的玻璃棉纤维按1：5的质量比混合后，加水加酸调节pH值至3，以转速为2000转/min疏解分散10min，配制成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.05％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:10000的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的10％)，采用红外与烘缸联合干燥，即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为350μm，电子显微镜扫描放大图如图1所示，碳纳米管在含碳纳米材料的空气过滤纸中分布均匀，细小的碳纳米管均匀缠附结合在玻璃纤维上；本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率大于99.999％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99.99％以上，空气阻力为280Pa；同时，与未加碳纳米材料的空气过滤纸相比，本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸具有很好的抗菌性能，其抗菌效率大于99.9％。

实施例2

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为50nm的碳纳米管加入至浓硝酸中进行氧化处理，具体为将碳纳米管加入浓硝酸中加热回流3h，碳纳米管的添加量为浓硝酸质量的1％，然后过滤加水洗至中性，120℃干燥24h，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至甲醇中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为甲醇质量的1％；；然后在碳纳米材料分散液中加入与干燥后的碳纳米材料相同质量的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和为干燥后的碳纳米材料质量的5倍的N,N'-羰基二咪唑，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将1μm直径的玻璃纤维、0.1～0.5μm直径的玻璃棉纤维按1：4.5的质量比混合后，加水加酸调节pH值至3，以转速为2000转/min疏解分散10min，配制成玻璃纤维以及玻璃棉纤维质量分数总和为0.1％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:1000的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的1％)，采用烘缸干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为330μm，碳纳米管在含碳纳米材料的空气过滤纸中分布均匀；本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率大于99.998％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99.97％以上，空气阻力为300Pa；同时，与未加碳纳米材料的空气过滤纸相比，本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸具有很好的抗菌性能，其抗菌效率大于99.9％。

实施例3

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为150nm的碳纳米纤维加入至浓硫酸与浓硝酸的质量比为3:1的混酸中进行氧化处理，具体为将碳纳米纤维加入混酸中加热回流2h，碳纳米纤维的添加量为混酸质量的1％，然后过滤加水洗至中性，120℃干燥24h，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至乙腈中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为乙腈质量的1％；然后在碳纳米材料分散液中加入为干燥后的碳纳米材料质量的20倍的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和与干燥后的碳纳米材料相同质量的二异丙基碳二亚胺，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将10μm直径的玻璃纤维、0.5～5μm直径的玻璃棉纤维按1：5.5的质量比混合后，加水加酸调节pH值至3，以转速为2000转/min疏解分散10min，配制成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.01％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:10000的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以丙烯酸树脂粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的10％)，采用红外干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为300μm，碳纳米纤维在含碳纳米材料的空气过滤纸中分布均匀；本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率大于99.97％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99.99％以上，空气阻力为300Pa，；同时，与未加碳纳米材料的空气过滤纸相比，本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸具有很好的抗菌性能，其抗菌效率大于99.8％。

实施例4

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为120nm的碳纳米纤维加入至浓硫酸与浓硝酸的质量比为3:1的混酸中进行氧化处理，具体为将碳纳米纤维加入混酸中加热回流5h，碳纳米纤维的添加量为混酸质量的1％，然后过滤加水洗至中性，120℃干燥24h，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至N，N-二甲基甲酰胺中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为N，N-二甲基甲酰胺质量的1％；然后在碳纳米材料分散液中加入为干燥后的碳纳米材料质量的10倍的γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和为干燥后的碳纳米材料质量的2倍的1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将5.5μm直径的玻璃纤维、0.1～0.5μm直径的玻璃棉纤维按1：3的质量比混合后，加水加酸调节pH值至3，以转速为2000转/min疏解分散10min，配制成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.04％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:3000的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的6％)，采用红外和烘缸联合干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为370μm，碳纳米纤维在含碳纳米材料的空气过滤纸中分布均匀；本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率大于99.98％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99.9％以上，空气阻力为300Pa；同时，与未加碳纳米材料的空气过滤纸相比，本实施例所得含碳纳米材料的空气过滤纸具有很好的抗菌性能，其抗菌效率大于99.9％。

对比例1

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为15nm的碳纳米管按加入至芬顿试剂中氧化处理，碳纳米管的添加量为芬顿试剂质量的1％，过滤加去离子水洗至中性，然后加入至浓度为0.1g/ml醇醚糖苷水溶液中超声分散，配置成碳纳米管质量分数为5％的分散液；

(2)将6.5μm直径的玻璃纤维、0.1～2μm直径的玻璃棉纤维按1：5的质量比混合后，加酸调节pH值至3，再加入水，以转速为2000转/min疏解分散10min，制备成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.3％的玻璃纤维材料分散液；

(3)然后将分散液与玻璃纤维材料分散液按1:800的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的10％)，抽吸施胶湿纸后采用红外和烘缸联合干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本对比例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为400μm，碳纳米管在含碳纳米材料的空气过滤纸中含量较少(纸张白度为60％)；其对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率为99.8％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99％，空气阻力为320Pa；没有明显抗菌性能。

对比例2

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为50nm的碳纳米管加入至芬顿试剂中进行氧化处理，具体为将碳纳米管加入芬顿试剂中加热回流2h，碳纳米管的添加量为芬顿试剂质量的1％，过滤加水洗至中性，干燥，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至N，N-二甲基甲酰胺中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为N，N-二甲基甲酰胺质量的1％；然后在碳纳米材料分散液中加入为干燥后的碳纳米材料质量的10倍的苯基三甲基硅烷和为干燥后的碳纳米材料质量的2倍的二环己基碳二亚胺，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将6.5μm直径的玻璃纤维、0.1～2μm直径的玻璃棉纤维按1：5的质量比混合后，加酸调节pH值至3，再加入水，以转速为2000转/min疏解分散10min，配置成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.3％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:500的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的22％)，抽吸施胶湿纸后采用红外和烘缸干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本对比例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为400μm，碳纳米管在含碳纳米材料的空气过滤纸中的含量较少，纸张强度较实施例1～4差；其对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率为99.98％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99％，空气阻力为420Pa；其抗菌效率为99％。

对比例3

一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将直径约为120nm的碳纳米纤维加入至芬顿试剂进行氧化处理，具体为将碳纳米纤维加入芬顿试剂中加热回流2h，碳纳米纤维的添加量为芬顿试剂质量的1％，过滤加水洗至中性，干燥，得干燥后的碳纳米材料；将干燥后的碳纳米材料加入至N，N-二甲基甲酰胺中在1000W下超声分散3min，得碳纳米材料分散液，上述干燥后的碳纳米材料的加入量为N，N-二甲基甲酰胺质量的1％；然后在碳纳米材料分散液中加入为干燥后的碳纳米材料质量的25倍的十八烷基三甲基硅烷和为干燥后的碳纳米材料质量的10倍的二环己基碳二亚胺，搅拌进行缩合反应24h，制备成碳纳米材料混合物；

(2)将6.5μm直径的玻璃纤维、0.1～2μm直径的玻璃棉纤维按1：8的质量比混合后，加酸调节pH值至3，再加入水，以转速为2000转/min疏解分散10min，配置成玻璃纤维以及玻璃棉纤维的质量分数总和为0.05％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将碳纳米材料混合物与玻璃纤维材料分散液按1:10000的质量比混匀，配置成原料浆液，将原料浆液送至成型器上抽吸后得成型湿纸，然后施以聚氨酯粘合剂(施胶量为玻璃纤维以及玻璃棉纤维总质量的10％)，抽吸施胶湿纸后采用红外和烘缸干燥即得含碳纳米材料的空气过滤纸。

本对比例所得含碳纳米材料的空气过滤纸厚度为410μm，碳纳米纤维在含碳纳米材料的空气过滤纸中的含量较少；其对空气中粒径大于0.3μm的颗粒去除率为99.99％，大于0.1μm粒径颗粒的去除率为99.9％，空气阻力为480Pa；其抗菌效率为99.9％。

由上可知，实施例1～4所得含碳纳米材料的空气过滤纸具有高过滤效率以及低阻力，且具有很好的抗菌性能。

对比例中碳纳米材料难以与玻璃纤维有效的成健，使得空气过滤纸中碳纳米材料含量很低，因此空气过滤纸对于空气中的颗粒去除率均比实施例差，且没有明显的抗菌性能。

此外，对比例2～3的部分工艺配比不在本发明的范围内，且对比例2～3选用了本发明以外的其他氧化剂如芬顿试剂以及硅烷偶联剂如十八烷基三甲基硅烷，所得空气过滤纸不仅对空气中的颗粒去除率比实施例差，而且空气阻力较实施例明显增大，从而导致其最终产品—空气过滤框的使用寿命缩短、增加用户的使用成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳纳米材料加入至氧化剂中进行氧化处理，过滤洗涤至中性，干燥，得干燥后的碳纳米材料，将所述干燥后的碳纳米材料加入至有机溶剂中分散，得碳纳米材料分散液，所述氧化处理为将所述碳纳米材料加入至所述氧化剂中加热回流2～5h，所述干燥后的碳纳米材料的加入量为所述有机溶剂质量的0.5～1.5％；然后在所述碳纳米材料分散液中加入添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的1～20倍的硅烷偶联剂和添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的1～5倍的缩合剂进行缩合反应，制备成碳纳米材料混合物；所述氧化剂为浓硝酸、浓硫酸以及混酸中的一种；所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种；

(2)将玻璃纤维材料加入水中加酸调节至pH值为2.5～3.5，疏解分散，配置成玻璃纤维材料质量分数为0.01～0.1％的玻璃纤维材料分散液；

(3)将所述碳纳米材料混合物和玻璃纤维材料分散液混合，送至成型器上抽吸后得成型湿纸，再施胶、干燥，即得含碳纳米材料的空气过滤纸；所述碳纳米材料混合物和玻璃纤维分散液的质量比为1：1000～10000；

所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、甲醇或乙腈；所述缩合剂为N,N'-羰基二咪唑、二异丙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺中的一种；

所述玻璃纤维材料为玻璃纤维和玻璃棉纤维的混合物，所述混合物中所述玻璃纤维和所述玻璃棉纤维的质量配比为1：3～6；所述玻璃纤维材料由直径为1～10μm的玻璃纤维以及直径为0.1～5μm的玻璃棉纤维混合而成。

2.根据权利要求1所述的含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的添加量为所述干燥后的碳纳米材料的质量的19～20倍；所述缩合剂的添加量为干燥后的碳纳米材料的质量的2～3倍。

3.根据权利要求1或2所述的含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，所述氧化处理中的所述碳纳米材料的加入量为所述氧化剂质量的0.1～1％。

4.根据权利要求1或2所述的含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，所述混酸由质量比为2.5～3.5：1的浓硫酸与浓硝酸混合而成。

5.根据权利要求1或2所述的含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，所述碳纳米材料为直径为7～200nm的碳纳米纤维和/或碳纳米管。

6.根据权利要求1或2所述的含碳纳米材料的空气过滤纸的制备方法，其特征在于，所述施胶步骤中使用的胶水为聚氨酯、丙烯酸树脂粘合剂中的一种或两种。

7.一种权利要求1～6任一项所述制备方法所得的含碳纳米材料的空气过滤纸。