CN107213871A - 一种空气净化剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气净化剂的制备方法，将氧化石墨烯加入到溶剂中，用超声波处理40～120min，得到石墨烯乳液，向石墨烯乳液中加入分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，得到石墨烯和光触媒剂的混合悬浮液，将悬浮液加入到匀质机中，至少匀质一次，匀质结束后，加入香精，得到空气净化剂。本发明通过氧化石墨烯和光触媒剂的配合，达到清除有害气体的目的。

Description

一种空气净化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种空气净化剂的制备方法。
背景技术
目前空气净化剂分为两种一种是利用自身的香味达到掩盖异味的目的的空气净化剂，另一种为利用吸附或者化学反应达到吸附或者降解有害气体的空气净化剂。第一种只是掩盖异味，本身并未对有害气体清除；而第二种目前市场分两种一种传统的利用活性炭的吸附原理进行吸附，此类方法只是将有害气体吸附，并未彻底清除，吸附饱和后需要更换吸附剂；另一种是新型的光触媒剂型，纳米光触媒在光照射下，价带电子被激发到导带，形成了电子和空穴，与吸附于其表面的O2和H2O作用，生成超氧化物阴离子自由基，O2-和羟基自由基-OH，其自由基具有很强的氧化分解能力，能破坏有机物中的C-C键、C-H键、C-N键、C-O键、O-H键、N-H键，分解有机物为二氧化碳与水；同时破坏细菌的细胞膜固化病毒的蛋白质，改变细菌，病毒的生存环境从而杀死细菌、病毒。
石墨烯具有较大的比表面积，且为半导体，具有吸附和电解双重功效，目前市场对石墨烯净化空气研究较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种空气净化剂的制备方法，本发明解决空气中的有害气体和异味。
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种空气净化剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:10～30，用超声波处理40～120min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.1～0.5:5～30，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，至少匀质一次，匀质压力为15～35MPa，匀质时间为10～60min，匀质温度为40～70℃，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入一定质量的香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0～2，得到空气净化剂；
所述溶剂是水、乙醇和甘油中的一种或任意比例的两种以上；
所述分散剂是三聚磷酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或任意比例的两种以上；
所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁、p25和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上。
所述光触媒剂和氧化石墨烯细度要求为400目～3000目。
步骤1)所述溶剂是水和乙醇按照质量比3:1的组合物；氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:20，超声波处理时间为60min。
步骤2)所述分散剂是聚丙烯酸钠，光触媒剂是p25，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.2:10。
步骤3)所述匀质次数为两次，其中第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为30min，匀质温度为55℃；第二次匀质压力为4PMa，匀质时间为20min，匀质温度为50℃。
本发明具有以下有益技术效果：
1)、本发明通过氧化石墨烯和光触媒剂的配合既可以吸附又可以降解，吸附的有害气体和异味在光触媒剂的作用下降解，增大了吸附收敛剂的利用率。
2)、本发明采用吸附加降解的模式，在有光无光的条件下都具有清除有害气体和异味的作用，与单纯使用光触媒剂相比，使用范围广。
3)、本发明通过匀质机匀质，使匀质液形成稳定的悬浮液，方便使用且不影响使用效果。
4)、本发明中将半导体氧化石墨烯和光触媒剂结合，氧化石墨烯作为感光剂扩宽了可见光范围内的光催化性能。
5)、本发明氧化石墨烯和光触媒剂结合，可以利用氧化石墨烯良好的导电性能，为二氧化钛的光生电子提供途径，抑制电子-空穴对复合，达到提高二氧化钛光催化降解效率的目的。
具体实施方式
下面结合具体实例进一步说明本发明。
实施例一
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:20，用超声波处理60min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.2:10，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质2次，第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为30min，匀质温度为55℃；第二次匀质压力为4PMa，匀质时间为20min，匀质温度为50℃，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.2，得到空气净化剂。
实施例二
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:15，用超声波处理60min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.5:5，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质1次，匀质压力为25MPa，匀质时间为40min，匀质温度为65℃，得到空气净化剂。
实施例三
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:15，用超声波处理80min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.3:15，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质3次，第一次匀质压力为30MPa，匀质时间为30min；第二次匀质压力为20PMa，匀质时间为20min，第三次匀质压力为3PMa，匀质时间为20min，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.7，得到空气净化剂。
实施例四
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:25，用超声波处理60min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.3:20，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质2次，第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为40min；第二次匀质压力为3PMa，匀质时间为20min，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.4，得到空气净化剂。
实施例1至4中，所述溶剂是水和乙醇按照质量比3:1的组合物；所述分散剂是聚丙烯酸钠；光触媒剂是p25。
实施例五
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到乙醇中，氧化石墨烯和乙醇的质量比为1:20，用超声波处理60min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，所述分散剂是聚丙烯酸钠，搅拌均匀后加入光触媒剂，光触媒剂是p25，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.2:10，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质2次，第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为30min；第二次匀质压力为4PMa，匀质时间为20min，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.2，得到空气净化剂。
实施例6
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到水中，氧化石墨烯和水的质量比为1:20，用超声波处理60min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，所述分散剂是聚丙烯酸钠，搅拌均匀后加入光触媒剂，光触媒剂是p25，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.2:10，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质2次，第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为30min；第二次匀质压力为4PMa，匀质时间为20min，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.2，得到空气净化剂。
实施例7
1)制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到乙醇中，氧化石墨烯和水的质量比为1:24，用超声波处理50min，得到氧化石墨烯乳液；
2)制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，所述分散剂是聚丙烯酸钠和三聚磷酸钠按照质量比1:2的组合物，搅拌均匀后加入光触媒剂，光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.5:20，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3)制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，匀质2次，第一次匀质压力为30MPa，匀质时间为30min；第二次匀质压力为5PMa，匀质时间为20min，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4)制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0.2，得到空气净化剂。
下面结合实验数据进一步说明本发明的有益效果：
1、实验供试材料
1材料与方法：
1.1试验空间：通过检测甲醛含量一致的五个1m*1m*1m可密闭容器。
1.2供试材料：本发明实施例1、实施例5、实施例6、普通1(除未加氧化石墨烯外，其它制作方法与实施例1一致)和普通2(除未加p25外，其它制作方法与实施例1一致)做效果比较。
1.3试验设计：试验设五个处理，分别称取5g的实施例1、实施例5、实施例6、普通1(除未加氧化石墨烯外，其它制作方法与实施例1一致)和普通2(除未加p25外，其它制作方法与实施例1一致)，分别倒入同样的大小的塑料盘中，摊匀，放入可密闭容器中，关闭容器，并通入甲醛，使空间内甲醛浓度达到0.32mg/m3，空间内保持开灯状态，分别检测0h、6h、12h、18h、24h、30h、36h、42h和48小时可密闭容器中甲醛含量(mg/m3)。
本实验除采用的实施例不同外其他条件均一致。
2、结果与分析
实施例1、实施例5、实施例6、普通1(除未加氧化石墨烯外，其它制作方法与实施例1一致)和普通2(除未加p25外，其它制作方法与实施例1一致)，处理相比，结果如表1。
表1各处理对甲醛的影响
由表1可以看出本发明清除甲醛效果明显优于普通1(除未加氧化石墨烯外，其它制作方法与实施例1一致)和普通2(除未加p25外，其它制作方法与实施例1一致)；其中采用乙醇和水混合液处理的氧化石墨烯的实施例1清除甲醛效果明显优于单纯用乙醇处理的实施例5和单独用水处理的实施例6。

Claims (5)

1.一种空气净化剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
1）制备氧化石墨烯乳液：将氧化石墨烯加入到溶剂中，氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:10～30，用超声波处理40～120min，得到氧化石墨烯乳液；
2）制备石墨烯和光触媒剂混合液：向氧化石墨烯乳液中加入一定质量的分散剂，搅拌均匀后加入光触媒剂，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.1～0.5:5～30，得到氧化石墨烯和光触媒剂的混合液；
3）制备氧化石墨烯和光触媒剂匀质液：将氧化石墨烯和光触媒剂的混合液加入到匀质机中，至少匀质一次，匀质压力为15～35MPa，匀质时间为10～60min，匀质温度为40～70℃，得到氧化石墨烯和光触媒剂匀质液；
4）制备空气净化剂：向氧化石墨烯和光触媒剂匀质液中加入一定质量的香精，氧化石墨烯和光触媒剂匀质液和香精的质量比为1000:0～2，得到空气净化剂；
所述溶剂是水、乙醇和甘油中的一种或任意比例的两种以上；
所述分散剂是三聚磷酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或任意比例的两种以上；
所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁、p25和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上。
2.如权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于：所述光触媒剂和氧化石墨烯细度要求为400目～3000目。
3.如权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述溶剂是水和乙醇按照质量比3:1的组合物；氧化石墨烯和溶剂的质量比为1:20，超声波处理时间为60min。
4.如权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于：步骤2）所述分散剂是聚丙烯酸钠，光触媒剂是p25，氧化石墨烯乳液、分散剂和光触媒剂的质量比为100:0.2:10。
5.如权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于：步骤3）所述匀质次数为两次，其中第一次匀质压力为25MPa，匀质时间为30min，匀质温度为55℃；第二次匀质压力为4PMa，匀质时间为20min，匀质温度为50℃。
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