CN110152623A - 一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:将15‑25份电气石粉研磨过180‑200目筛,加入60‑80份竹醋液放入高混机中高速搅拌30‑40min,于750‑800℃下高温处理40‑50min,冷却至室温加入10‑15份羧甲基纤维素、3‑5份茉莉精油超声研磨20‑30min,得改性混合粉体;(2)将2‑4份甲基三乙氧基硅烷和总重量3‑5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散25‑30min,加入石墨烯搅拌混匀并于85‑95℃的水浴中静置10‑14h得到石墨烯均相溶液。本发明加入适量的石墨烯并对其进行改性,提高了石墨烯比表面积,使其在吸附剂中实现层层叠加效应,通过多种功能组分的配合,作用时间长,同时在各组分的协同作用下,吸附并消除甲醛的效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及甲醛净化技术领域,具体是一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高,越来越多的人注重房屋装修的品质,通常房屋装修时,需要用到胶合板、细木工板等人造板材这些材料,另外家具、布艺家具、厨房家具也是必不可少的,而这些都会生产甲醛、苯等危害人健康的有害物质。
甲醛是最简单的醛类,通常情况下是一种可燃、无色及有刺激性的气体,具有毒性,长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变。在所有接触者中,儿童和孕妇对甲醛尤为敏感,危害也就更大。
根据国家室内空气质量标准,每立方米室内空气中,甲醛释放量不得高于0.08mg;如达到0.1~2.0mg,50%的正常人能闻到臭气;达到2.0~5.0mg,刺激眼结膜、呼吸道黏膜,眼睛、气管将受到强烈刺激,出现流涕、打喷嚏、咳嗽等症状;达到10mg以上时,呼吸困难;超过50mg则会引发各种疾病。而现有的住宅或者办公房屋装修用涂料大多成分单一,涂料中含有的甲醛等有害成分只能慢慢扩散至周围环境中,所以新装修过后的房屋只能开窗通风几个月时间才能入住,而随着时间的延长,装修材料中残留的甲醛等有害物质也会继续扩散,虽然有害物质浓度很低,装修材料的味道也基本难以辨别,但其对人类身体的危害确实不可忽视的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用寿命长、吸附效果好的基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将15-25份电气石粉研磨过180-200目筛,加入60-80份竹醋液放入高混机中高速搅拌30-40min,于750-800℃下高温处理40-50min,冷却至室温加入10-15份羧甲基纤维素、3-5份茉莉精油超声研磨20-30min,得改性混合粉体;
(2)将2-4份甲基三乙氧基硅烷和总重量3-5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散25-30min,加入石墨烯搅拌混匀并于85-95℃的水浴中静置10-14h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;(4)将80-90质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入2-5质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在80-100℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
作为本发明再进一步的方案:
所述步骤(3)中的焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明加入适量的石墨烯并对其进行改性,提高了石墨烯比表面积,使其在吸附剂中实现层层叠加效应,通过多种功能组分的配合,作用时间长,同时在各组分的协同作用下,吸附并消除甲醛的效果更好,含有的功能组分纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,其不仅克服了纳米二氧化钛自身团聚的问题,还能在甲醛吸附后稳定的进行甲醛分解作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将15份电气石粉研磨过180目筛,加入60份竹醋液放入高混机中高速搅拌30min,于750℃下高温处理40min,冷却至室温加入10份羧甲基纤维素、3份茉莉精油超声研磨20min,得改性混合粉体;
(2)将2份甲基三乙氧基硅烷和总重量3倍的去离子水搅拌混匀,超声分散25min,加入石墨烯搅拌混匀并于85℃的水浴中静置10h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;所述焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温;
(4)将80质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入2质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在80℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
实施例2
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将18份电气石粉研磨过190目筛,加入65份竹醋液放入高混机中高速搅拌32min,于760℃下高温处理42min,冷却至室温加入11份羧甲基纤维素、3.5份茉莉精油超声研磨22min,得改性混合粉体;
(2)将2.5份甲基三乙氧基硅烷和总重量3.5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散26min,加入石墨烯搅拌混匀并于88℃的水浴中静置11h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;所述焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温;
(4)将82质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入3质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在85℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
实施例3
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将20份电气石粉研磨过190目筛,加入70份竹醋液放入高混机中高速搅拌35min,于780℃下高温处理45min,冷却至室温加入12份羧甲基纤维素、4份茉莉精油超声研磨25min,得改性混合粉体;
(2)将3份甲基三乙氧基硅烷和总重量4倍的去离子水搅拌混匀,超声分散28min,加入石墨烯搅拌混匀并于90℃的水浴中静置12h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;所述焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温;
(4)将85质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入3.5质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在90℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
实施例4
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将22份电气石粉研磨过210目筛,加入75份竹醋液放入高混机中高速搅拌38min,于790℃下高温处理48min,冷却至室温加入14份羧甲基纤维素、4.5份茉莉精油超声研磨28min,得改性混合粉体;
(2)将3.5份甲基三乙氧基硅烷和总重量4.5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散29min,加入石墨烯搅拌混匀并于92℃的水浴中静置13h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;所述焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温;
(4)将88质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入4质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在95℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
实施例5
一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)将25份电气石粉研磨过200目筛,加入80份竹醋液放入高混机中高速搅拌40min,于800℃下高温处理50min,冷却至室温加入15份羧甲基纤维素、5份茉莉精油超声研磨30min,得改性混合粉体;
(2)将4份甲基三乙氧基硅烷和总重量5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散30min,加入石墨烯搅拌混匀并于95℃的水浴中静置14h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;所述焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温;
(4)将90质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入5质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在100℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
本发明加入适量的石墨烯并对其进行改性,提高了石墨烯比表面积,使其在吸附剂中实现层层叠加效应,通过多种功能组分的配合,作用时间长,同时在各组分的协同作用下,吸附并消除甲醛的效果更好,含有的功能组分纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,其不仅克服了纳米二氧化钛自身团聚的问题,还能在甲醛吸附后稳定的进行甲醛分解作用。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (2)
1.一种基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)将15-25份电气石粉研磨过180-200目筛,加入60-80份竹醋液放入高混机中高速搅拌30-40min,于750-800℃下高温处理40-50min,冷却至室温加入10-15份羧甲基纤维素、3-5份茉莉精油超声研磨20-30min,得改性混合粉体;
(2)将2-4份甲基三乙氧基硅烷和总重量3-5倍的去离子水搅拌混匀,超声分散25-30min,加入石墨烯搅拌混匀并于85-95℃的水浴中静置10-14h得到石墨烯均相溶液;
(3)将醋酸锌分散于乙醇溶剂中,制得醋酸锌分散液,其中,所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中,制得钛酸丁酯分散液,其中,所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g:10mL;将制得的醋酸锌分散液和制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶,老化、干燥,最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料;(4)将80-90质量份的介孔中孔金属框架纳米载体材料加入至所述石墨烯均相溶液中,搅拌后得到前驱溶液;向所述前驱溶液中加入2-5质量份的水合肼溶液、改性混合粉体、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料,在80-100℃下加热回流生成溶液,过滤、干燥后得到甲醛净化吸附剂。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的甲醛净化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的焙烧条件为:在氮气气氛的保护下,从室温加热到260℃,升温速率为6℃/min,并维持260℃一个小时;从260℃加热到650℃,升温速率为12℃/min,并维持650℃2个小时;最后在氮气保护下随炉降温。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190823 |
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