CN111659346A - 基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石墨烯领域，具体涉及一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统；包括下述步骤：1)活性炭活化：活性炭与季戊四醇混合均匀，加热得到活化后的活性炭溶液；2)将氧化石墨烯超声分散到的20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；3)固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的吸附材料。本发明中利用氧化石墨烯与活化后的活性炭结合，使石墨烯吸附在活性炭表面，碳酸铵在煅烧过程中能完全分解成气体，从而最终产物无杂质残余，纯度高。本发明得到的多孔材料能极大的吸附雾霾中的二氧化硫以及氮氧化物。

Description

基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统
技术领域
本发明属于石墨烯领域，具体涉及一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统。
背景技术
雾霾已经变成了全球性问题，它给人类社会的发展带来了巨大的危害。首先是对人类健康的危害。雾霾会对人体的呼吸系统和心血管系统带来严重的伤害，雾霾中的粒子分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症；雾霾会影响血管中血液的正常流动，诱发高血压，冠心病和脑溢血等心脑血管疾病。它甚至可以诱发肺癌。其次，它对交通安全有较大的影响，降低里能见度，容易导致交通堵塞，甚至导致交通事故。此外，雾霾是酸性的，当雾霾接触到金属材料时，会加速金属材料的腐蚀和老化，缩短机械设备等的使用寿命，给经济带来了巨大的损失。当酸性的雾霾腐蚀石油管道和天然气管道时，会造成巨大的安全隐患。所以，对雾霾吸附的研究是关系到国家长远可持续发展的项目。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，包括下述步骤：
1)活性炭活化：30-50质量份将活性炭与2-5质量份的季戊四醇混合均匀，用100质量份的水制成分散液；将分散液加热至60-65℃，热处理5小时得到活化后的活性炭溶液；
2)将0.5-2mg/ml氧化石墨烯溶液超声分散到20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；其中氧化石墨烯水溶液与％碳酸铵水溶液的比例为10:1；
3)将步骤1)得到的活性炭溶液加入到步骤2)得到的混合液中，60-80℃加热4h，过滤得固体材料；
4)将步骤3)得到的固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的吸附材料的收集和吸收转化系统。
步骤1)中的活性炭溶液与步骤2)的混合液的比例为1:1-1:2。
一种基于石墨烯的雾霾吸附材料，使用所述的制备方法得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中利用氧化石墨烯与活化后的活性炭结合，使石墨烯吸附在活性炭表面，碳酸铵在煅烧过程中能完全分解成气体，从而最终产物无杂质残余，纯度高。而高温还原时脱除的含氧基团产生气体，使得石墨烯片与片之间撑开，得到微孔结构，并且在活性炭上进一步造孔，使得材料整体的孔体积增大。本发明得到的多孔材料能极大的吸附雾霾中的二氧化硫以及氮氧化物。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，雾霾收集和吸收转化系统的制备,包括下述步骤：
1)活性炭活化：40g活性炭与3g的季戊四醇混合均匀，用100g的水制成分散液；将分散液加热至60-65℃，热处理5小时得到活化后的活性炭溶液；
2)将1mg/ml氧化石墨烯超声分散得到的20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；其中氧化石墨烯溶液与％碳酸铵溶液的比例为10:1；
3)将步骤1)得到的活性炭溶液加入到步骤2)得到的混合液中，60-80℃加热4h，过滤得固体材料；步骤1)中的活性炭溶液与步骤2)的混合液的比例为1:1.5。
4)将步骤3)得到的固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的雾霾收集和吸收转化系统。
实施例2：一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，雾霾收集和吸收转化系统的制备,包括下述步骤：
1)活性炭活化：30g活性炭与2g的季戊四醇混合均匀，用100g的水制成分散液；将分散液加热至60-65℃，热处理5小时得到活化后的活性炭溶液；
2)将0.5mg/ml氧化石墨烯超声分散得到的20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；其中氧化石墨烯溶液与％碳酸铵溶液的比例为10:1；
3)将步骤1)得到的活性炭溶液加入到步骤2)得到的混合液中，60-80℃加热4h，过滤得固体材料；步骤1)中的活性炭溶液与步骤2)的混合液的比例为1:1。
4)将步骤3)得到的固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的雾霾收集和吸收转化系统。
实施例3：一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，雾霾收集和吸收转化系统的制备,包括下述步骤：
1)活性炭活化：50g活性炭与5g的季戊四醇混合均匀，用100g的水制成分散液；将分散液加热至60-65℃，热处理5小时得到活化后的活性炭溶液；
2)将0.5-2mg/ml氧化石墨烯超声分散得到的20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；其中氧化石墨烯溶液与％碳酸铵溶液的比例为10:1；
3)将步骤1)得到的活性炭溶液加入到步骤2)得到的混合液中，60-80℃加热4h，过滤得固体材料；步骤1)中的活性炭溶液与步骤2)的混合液的比例为1:1-1:2。
4)将步骤3)得到的固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的雾霾收集和吸收转化系统。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，其特征在于，收集和吸收转化系统的制备包括下述步骤：
1)活性炭活化：30-50质量份活性炭与2-5质量份的季戊四醇混合均匀，用100质量份的水制成分散液；将分散液加热至60-65℃，热处理5小时得到活化后的活性炭溶液；
2)将0.5-2mg/ml氧化石墨烯溶液超声分散到20％碳酸铵溶液中，搅拌均匀得到混合液；其中氧化石墨烯溶液与碳酸铵溶液的比例为10:1；
3)将步骤1)得到的活性炭溶液加入到步骤2)得到的混合液中，60-80℃加热4h，过滤得固体材料；
4)将步骤3)得到的固体材料，放入管式炉中，在氮气氛围下，升温至1000℃，保温2h，得到多孔的吸附材料的收集和吸收转化系统。
2.根据权利要求1所述的基于原电池原理的雾霾收集和吸收转化系统，其特征在于，步骤1)中的活性炭溶液与步骤2)的混合液的比例为1:1-1:2。
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