CN107698965A - 一种石墨烯海绵材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯海绵材料及其制备方法，向石墨烯粉末中加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、量子能纳米远红外粉末，经高速搅拌均匀混合后得到混合物；将混合物加入发泡材料中，搅拌后置于模具中发泡制得海绵；对该海绵进行高压爆孔，制得带孔海绵。该方法流程短，物料粘度低，易控制；该方法制得的石墨烯海绵材料能释放负氧离子、远红外光波，具有高效杀菌、去除异味的功能，对空气中的颗粒有着优异的吸附性能。

Description

一种石墨烯海绵材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石墨烯海绵材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着工业化城市的不断发展、房地产开发、汽车尾气的大量排放等，造成雾霾天气大范围侵袭全国，空气质量问题已成为社会关注的焦点，同时PM2.5的污染问题也日渐突出。
人活动在雾霾天气中，会导致健康隐患；能见度低，导致交通事故等。目前我国企业的研究只在室内的空气治理上，对室外空气的研究治理存在许多技术难题。现有的处理雾霾空气的净化材料生产难度大、产量低、且净化效果较差。一般只能过滤空气中的污染物，对空气中的细菌、汽车尾气中的SO2、NO2及重金属无法起到有效的净化作用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种石墨烯海绵材料的制备方法，该方法流程短，物料粘度低，易控制；该方法制得的石墨烯海绵材料能释放负氧离子、远红外光波，具有高效杀菌、去除异味的功能，对空气中的颗粒有着优异的吸附性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种石墨烯海绵材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）向石墨烯粉末中加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、量子能纳米远红外粉末，经高速搅拌均匀混合后得到混合物；
（2）将所述混合物加入发泡材料中，搅拌后置于模具中发泡制得海绵；
（3）对所述海绵进行高压爆孔，制得带孔海绵。
优选地，所述石墨烯粉末为1-5层的纳米氧化石墨烯，所述石墨烯粉末的质量为所述混合物的质量的2-5%。
优选地，所述纳米氧化锌的粒径为9-11纳米，所述纳米氧化锌的质量为所述混合物的质量的40-50%。
优选地，所述量子能纳米远红外粉末由沸石经过1000℃或以上的高温煅烧后，将从中提取的精华能量素在量子能活化炉中经过48小时或以上的时间量子活化后制得。
更优选地，所述量子能纳米远红外粉末的粒径为1000-1500目，所述量子能纳米远红外粉末的质量为所述混合物的质量的40-45%。
优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为4-6纳米，所述纳米二氧化钛的质量为所述混合物的质量的5-10%。
优选地，所述发泡材料由质量为100份的聚醚多元醇、80-100份的多异氰酸酯、0.2-3.5份的水、5-15份的硅油表面活性剂、0.1-0.5份的锡催化剂、0.3-0.5份的胺催化剂、3-5份的助燃剂TCPP组成。
更优选地，所述混合物与所述聚醚多元醇的质量比为1:10-1:25。
本发明的另一个目的是提供一种由上述制备方法制得的石墨烯海绵材料。该石墨烯海绵材料能释放负氧离子、远红外光波，具有高效杀菌、去除异味的功能，对空气中的颗粒有着优异的吸附性能。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种石墨烯海绵材料及其制备方法，向石墨烯粉末中加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、量子能纳米远红外粉末，经高速搅拌均匀混合后得到混合物；将混合物加入发泡材料中，搅拌后置于模具中发泡制得海绵；对该海绵进行高压爆孔，制得带孔海绵。该方法流程短，物料粘度低，易控制；该方法制得的石墨烯海绵材料能释放负氧离子、远红外光波，具有高效杀菌、去除异味的功能，对空气中的颗粒有着优异的吸附性能。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的阐述。
上述一种石墨烯海绵材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）向石墨烯粉末中加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、量子能纳米远红外粉末，经高速搅拌均匀混合后得到混合物；由于石墨烯粉末的表面积很大，但比重只有0.1g/cm3，因此，石墨烯粉末的分散成为制备方法中的难点；通过加入纳米氧化锌和纳米二氧化钛，纳米氧化锌和纳米二氧化钛起到分散剂的作用，使得石墨烯粉末的分散变得简单和方便，减少了分散混合时间，提高了生产加工效率；同时石墨烯又为纳米氧化锌和纳米二氧化钛提供催化所需的能量，用于催化分解有机污染物；量子能纳米远红外粉末又能散发远红外能量，有强大的吸附，灭菌，释放负氧离子功效；
（2）将混合物加入发泡材料中，搅拌10-15分钟后置于模具中发泡制得封孔网状的海绵；在本实施例中，该发泡材料由质量为100份的聚醚多元醇、80-100份的多异氰酸酯、0.2-3.5份的水、5-15份的硅油表面活性剂、0.1-0.5份的锡催化剂、0.3-0.5份的胺催化剂、3-5份的助燃剂TCPP组成。其中，混合物与聚醚多元醇的质量比为1:10-1:25；
（3）对该封孔网状的海绵进行高压爆孔，制得带孔海绵。
该石墨烯粉末为1-5层的纳米氧化石墨烯，该石墨烯粉末的质量为混合物的质量的2-5%。
该纳米氧化锌的粒径为9-11纳米，该纳米氧化锌的质量为混合物的质量的40-50%。在本实施例中，该纳米氧化锌的粒径为10纳米，该纳米氧化锌的质量为混合物的质量的45%。
该纳米二氧化钛的粒径为4-6纳米，该纳米二氧化钛的质量为混合物的质量的5-10%。在本实施例中，该纳米二氧化钛的粒径为5纳米，该纳米二氧化钛的质量为混合物的质量的8%。
该量子能纳米远红外粉末由沸石经过1000℃或以上的高温煅烧后，将从中提取的精华能量素在量子能活化炉中经过48小时或以上的时间量子活化后制得。在本实施例中，该量子能纳米远红外粉末的粒径为1000-1500目，该量子能纳米远红外粉末的质量为混合物的质量的40-45%。
在步骤（2）中，将将混合物加入发泡材料中后，一起放入成型箱中，在成型箱中实现链增长、发泡、交联、固化等反应。在反应过程中，根据混合物质量的变化，适当调节泡沫稳定剂（有机硅油）的质量，以控制产品的成品率。步骤（2）中发泡制得封孔网状的海绵的密度为30kg/m3。
该制备方法流程短，物料粘度低，易控制；该制备方法制得的石墨烯海绵材料能释放负氧离子、远红外光波，具有高效杀菌、去除异味的功能，对空气中的颗粒有着优异的吸附性能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）向石墨烯粉末中加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛、量子能纳米远红外粉末，经高速搅拌均匀混合后得到混合物；
（2）将所述混合物加入发泡材料中，搅拌后置于模具中发泡制得海绵；
（3）对所述海绵进行高压爆孔，制得带孔海绵。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述石墨烯粉末为1-5层的纳米氧化石墨烯，所述石墨烯粉末的质量为所述混合物的质量的2-5%。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述纳米氧化锌的粒径为9-11纳米，所述纳米氧化锌的质量为所述混合物的质量的40-50%。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述量子能纳米远红外粉末由沸石经过1000℃或以上的高温煅烧后，将从中提取的精华能量素在量子能活化炉中经过48小时或以上的时间量子活化后制得。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述量子能纳米远红外粉末的粒径为1000-1500目，所述量子能纳米远红外粉末的质量为所述混合物的质量的40-45%。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化钛的粒径为4-6纳米，所述纳米二氧化钛的质量为所述混合物的质量的5-10%。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述发泡材料由质量为100份的聚醚多元醇、80-100份的多异氰酸酯、0.2-3.5份的水、5-15份的硅油表面活性剂、0.1-0.5份的锡催化剂、0.3-0.5份的胺催化剂、3-5份的助燃剂TCPP组成。
8.根据权利要求7所述的一种石墨烯海绵材料的制备方法，其特征在于：所述混合物与所述聚醚多元醇的质量比为1:10-1:25。
9.根据权利要求1-8中任一项所述制备方法制得的石墨烯海绵材料。
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