CN108854261A - 石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗10‑20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；氧化石墨烯溶液制备；将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；石墨烯网络层制备。本发明的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，具有良好的抑菌杀菌和吸附能力，能够有效吸附空气中的微小颗粒，抑制细菌生长繁殖，且过滤材料还具有很好的透气性。

Description

石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法
技术领域
本发明涉及吸附材料领域，具体涉及一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法。
背景技术
当代经济的迅猛发展，空气污染日渐严重，工业、生活炉灶与取暖锅炉、交通运输废气严重威胁人体、植物的健康成长，开发出一种有效去除空气中的尘埃颗粒、有害气体、细菌是当今社会的迫切需求。
石墨烯是一种单一的原子层，包括石墨烯、单层氧化石墨烯、双层氧化石墨烯、多层氧化石墨烯等等，其横向尺寸可以扩展至几十微米，比表面积非常高，在空气吸附方面具有非常大的优势；由于每个碳原子都贡献一个未成键的电子，其导电性能非常优异，有利于捕捉及锁住外来分子及小颗粒，达到空气净化的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，具有良好的抑菌杀菌和吸附能力，能够有效吸附空气中的微小颗粒，抑制细菌生长繁殖，且过滤材料还具有很好的透气性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
本发明的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗10-20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入强氧化剂，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1-10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；
（4）在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；
（5）石墨烯网络层制备：将步骤（1）中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍30-60min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应4-7h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。
进一步，所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中强氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、双氧水中的至少一种。
进一步，所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:16-1:8-2。
进一步，所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:8-4:6-2。
本发明具有以下有益效果：本发明的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，具有良好的抑菌杀菌和吸附能力，能够有效吸附空气中的微小颗粒，过滤花粉、雾霾、PM2.5等空气污染物，抑制细菌生长繁殖，且过滤材料还具有很好的透气性，保证车内外空气流通顺畅，提高车内空气质量；纳米银使HEPA滤棉具有很强吸附能力，且纳米银具有杀菌和抑菌作用，防止HEPA滤棉上滋生细菌。
具体实施方式
实施例1
一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗10min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入高锰酸钾，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:1:2
（4）在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:4:2
（5）石墨烯网络层制备：将步骤（1）中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍30min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应4h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。
实施例2
一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入浓硫酸，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:16:8。
（4）在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:8:6
（5）石墨烯网络层制备：将步骤（1）中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍60min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应7h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。
实施例3
一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗13min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入双氧水，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为5mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:5:3。
（4）在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:6:3
（5）石墨烯网络层制备：将步骤（1）中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍35min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应5h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。
实施例4
一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗18min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入高锰酸钾、浓硫酸，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为8mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:13:6
（4）在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:6:4
（5）石墨烯网络层制备：将步骤（1）中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍55min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应6h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。

Claims (4)

1.一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将HEPA滤棉置于无水乙醇中清洗10-20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
(2)氧化石墨烯溶液制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入强氧化剂，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1-10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
(3)将硝酸银水溶液和鞣酸水溶液先后滴加到氧化石墨烯溶液中，得到纳米银/石墨烯溶液；
(4)在纳米银/石墨烯溶液中加入乙二胺和氨水，充分搅拌均匀，得到混合溶液；
(5)石墨烯网络层制备：将步骤(1)中烘干后的HEPA滤棉放入混合溶液中浸渍30-60min，放入80℃烘箱干燥，将干燥后的HEPA滤棉浸入二甲基硅氧烷溶液中，浸渍反应4-7h，置于100℃烘箱干燥后，即可得到石墨烯高效空气净化器滤材。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中强氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、双氧水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硝酸银水溶液、鞣酸水溶液与氧化石墨烯分散液质量比为10:16-1:8-2。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯高效空气净化器滤材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中纳米银/石墨烯溶液、乙二胺与氨水的质量比为13:8-4:6-2。
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