CN106188798A - 一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其生产方法 - Google Patents

一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其制备方法，其由以下重量份原料制成：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物20‑25、高聚乙烯8‑10、纳米活性剂5‑8、泡沫氧化铝8‑10、纳米二氧化铈粉5‑8等。本发明通过采用耐高温的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物 做底材、采用高聚乙烯和泡沫铁铬铝、泡沫氧化铝、纳米二氧化铈粉作为吸附材料和催化材料，可以极大的吸附和清除尾气中的有害气体以及粉尘物质，本发明通过在材料组分上选择光催化剂和可降解聚乳酸壳聚糖制备过滤纤维膜，具有吸附气溶胶以及挥发性有机物的双重功能，具有可降解环保的优点，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。

Description

一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其生产方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说是一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其生产方法。
背景技术
目前，大部分制砖时采用粘土烧结的方式制备，但是随着粘土开采量的增加，粘土资源日益匮乏，不仅增加了开采成本，同时也对生态环境造成严重影响，因此亟需优化和改进现有的制砖方法以改变现状。
用氢氧化钠分解锆英砂，是我国现在生产氯氧化锆和二氧化锆的主要生产工艺。我国2007年氯氧化锆年生产能力已达到15万t，位居世界第一。作为功能材料和结构材料的二氧化锆的需求量也不断增加，其生产工艺成本较低，但缺点在于产生大量的废弃物（每生产1t二氧化锆产品约排放稀碱液5m³、酸性硅渣1t）。近几年，随着生产规模的扩大，生产过程中产生的废弃物的处理问题也日益突出。
经济的发展带的了国民生活水平的提高，私家车的购买量也呈直线上升的趋势，汽车车内环境成为人们越来越关心的问题。私家车内的污染源主要有气溶胶污染和挥发性有机物污染，调查表明：总挥发性有机化合物浓度会随着温度升高和封闭时间的增加而急剧增加。这是因为汽车内很多材料之间都是通过化学粘合剂粘结在一起的，温度升高和密闭环境下回加快有害物质的挥发。所以，要保持经常通风和在汽车内放入吸附材料，如活性炭或者熔喷材料与大颗粒活性炭的复合产品，来吸附有害气体，净化私家车内空气，但是这样的产品往往具有一定的寿命，需要经常更换，在没有标记或者提醒的情况下，一般容易被忘记或者忽略掉，不能有效保证私家车内的环境。针对私家车内环境污染情况，急需要发展一种既能过滤气溶胶又能消除挥发性有机物的双重耐用过滤材料。复合过滤材料因其过滤效率高、过滤阻力低、使用寿命长等优点越发受到重视。
因此，利用复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维制作烧结砖是变废为宝、保护环境、节约耕地的有效措施，具有良好的社会、经济效益。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种强度高、导热系数低、密度小的复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维及其生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维，其特征在于：包括以下重量份原料制成：醋酸纤维束15-20、海藻酸20-30、盐酸1-2、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-25、高聚乙烯8-10、纳米活性剂5-8、泡沫氧化铝8-10、纳米二氧化铈粉5-8、聚乳酸壳聚糖15-20、纳米石墨烯10-15、导电云母粉0.3-0.5份、纳米导电石墨粉0.2-0.4份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1份、聚四氟乙烯纤维1-2份、海泥8-12、聚乙酸乙烯酯5-10、桐油4-6、废糖浆3-6、月桂酰肌氨酸钠 1-2、冷杉胶3-5、石棉绒4-8、添加剂6-8、水适量；
所述纳米活性剂为MgO、Al2O3 、Si3N4、BN按1:2:3:1的重量比例混合制取的组合物
所述添加剂由以下重量份的原料制成：将一定量的镁铝水滑石分散于脱 CO2的去离子水中制成浆液后将过量的NaH2PO4•2H2O 溶于水所配成溶液缓慢倒入浆液中，加热搅拌并用醋酸调节 PH 至3.7左右，回流温度下反应3小时，待自然冷却后，用脱 CO2的去离子水洗涤产物并过滤直至滤液 PH=7，然后干燥得到。
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维的生产方法，其特征在于由以下步骤制备而成：
（1）取海藻酸、盐酸混合，并加入总重量6-10倍的去离子水加热至100-120℃搅拌均匀，之后加入醋酸纤维束保持该加热温度继续搅拌20-30min至均匀得海藻酸基纤维液备用；
将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂 、泡沫氧化铝、纳米二氧化铈粉、导电云母粉、纳米导电石墨粉、多异氰酸酯的三聚体、聚四氟乙烯纤维、海泥混合后粉碎并研磨，然后加入废糖浆、月桂酰肌氨酸钠、添加剂以及适量的水并搅拌均匀，得混合料；
（2）将海藻酸基纤维液中加入混合料，高温90-100℃搅拌均匀制得基材；
（3）将冷杉胶、桐油、聚乙酸乙烯酯混合后80-90℃、800-1000r/min搅拌5-10min，然后均匀喷涂于（2）中制得的基材表面，100-120℃保温2-4h；
将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载基材；冷却后即得。

Claims (2)

1.一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维，其特征在于：由以下重量份原料制成：醋酸纤维束15-20、海藻酸20-30、盐酸1-2、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-25、高聚乙烯8-10、纳米活性剂5-8、泡沫氧化铝8-10、纳米二氧化铈粉5-8、聚乳酸壳聚糖15-20、纳米石墨烯10-15、导电云母粉0.3-0.5份、纳米导电石墨粉0.2-0.4份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1份、聚四氟乙烯纤维1-2份、海泥8-12、聚乙酸乙烯酯5-10、桐油4-6、废糖浆3-6、月桂酰肌氨酸钠 1-2、冷杉胶3-5、石棉绒4-8、添加剂6-8、水适量；
所述纳米活性剂为MgO、Al2O3 、Si3N4、BN按1:2:3:1的重量比例混合制取的组合物；
所述添加剂由以下重量份的原料制成：将一定量的镁铝水滑石分散于脱 CO2的去离子水中制成浆液后将过量的NaH2PO4•2H2O 溶于水所配成溶液缓慢倒入浆液中，加热搅拌并用醋酸调节 PH 至3.7左右，回流温度下反应3小时，待自然冷却后，用脱 CO2的去离子水洗涤产物并过滤直至滤液 PH=7，然后干燥得到；
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
2.根据权利要求1所述的一种复合吸尘型石墨烯纳米改性纳米纤维的生产方法，其特征在于由以下步骤制备而成：
（1）取海藻酸、盐酸混合，并加入总重量6-10倍的去离子水加热至100-120℃搅拌均匀，之后加入醋酸纤维束保持该加热温度继续搅拌20-30min至均匀得海藻酸基纤维液备用；
将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂 、泡沫氧化铝、纳米二氧化铈粉、导电云母粉、纳米导电石墨粉、多异氰酸酯的三聚体、聚四氟乙烯纤维、海泥混合后粉碎并研磨，然后加入废糖浆、月桂酰肌氨酸钠、添加剂以及适量的水并搅拌均匀，得混合料；
（2）将海藻酸基纤维液中加入混合料，高温90-100℃搅拌均匀制得基材；
（3）将冷杉胶、桐油、聚乙酸乙烯酯混合后80-90℃、800-1000r/min搅拌5-10min，然后均匀喷涂于（2）中制得的基材表面，100-120℃保温2-4h；
将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载基材；冷却后即得。
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