CN114632493A - 一种石墨烯复合改性活性炭材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种石墨烯复合改性活性炭材料及其制备方法和应用。本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料由包括以下重量份的原料制备得到：氧化石墨1～50份、微波诱导剂0.1～5份、高分子材料0.9～53份、活性炭10～200份和水950～999份。本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料不仅具有高比表面积和高吸附容量，而且能够有效吸附空气中的甲醛等污染物。实施例结果表明，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料中的石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所得复合材料的比表面积较活性炭提升31％以上。

Description

一种石墨烯复合改性活性炭材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种石墨烯复合改性活性炭材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由于汽车尾气、工业污染、室内装修等导致空气中存在大量的污染性气体以及微小颗粒物，这些污染物不仅影响生态环境，还会影响人们的生命健康。因此，研究一种对上述污染性气体以及微小颗粒物具有优异吸附性能的材料具有十分重要的意义。
目前，针对空气中的污染性气体以及微小颗粒物，最常用的吸附材料是活性炭，其原因在于，相比于硅藻泥、过滤棉等吸附材料，活性炭的比表面积更大，对污染物具有更强的吸附能力，并且成本低廉，符合绿色化学的要求。但是，活性炭作为一种物理吸附材料，其表面含氧官能团数量有限，进而所能提供的吸附位点也有限，由此导致活性炭存在对污染物选择性吸附，吸附容量小等问题，这就需要不断更换活性炭材料，会极大地抬高空气净化成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯复合改性活性炭材料及其制备方法和应用，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料不仅具有高比表面积和高吸附容量，而且能够有效吸附空气中的甲醛等污染物，绿色高效，成本低。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种石墨烯复合改性活性炭材料，由包括以下重量份的原料制备得到：氧化石墨1～50份、微波诱导剂0.1～5份、高分子材料0.9～53份、活性炭10～200份和水950～999份。
优选的，所述氧化石墨是采用Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法和改进Hummers法中的一种或几种方法制备得到的。
优选的，所述微波诱导剂包括炭黑、石墨烯、纳米石墨和碳纳米管中的一种或几种。
优选的，所述高分子材料包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂和酚醛树脂中的一种或几种。
优选的，所述活性炭包括颗粒活性炭和柱状活性炭中的一种或几种。
本发明还提供了上述方案所述石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨、微波诱导剂、高分子材料和水混合，得到氧化石墨混合液；
(2)将活性炭在所述氧化石墨混合液中浸渍，得到氧化石墨改性活性炭复合材料；
(3)将所述氧化石墨改性活性炭复合材料进行微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
优选的，所述微波膨化反应的加热功率为100W～1200W。
优选的，所述浸渍的时间为2h～48h。
优选的，所述混合采用以下方式进行：将氧化石墨和水混合，得到氧化石墨水溶液；将微波诱导剂和氧化石墨水溶液混合，得到含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液；将高分子材料和含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液混合，得到氧化石墨混合液。
本发明还提供了上述方案所述石墨烯复合改性活性炭材料或上述方案所述制备方法得到的石墨烯复合改性活性炭材料在空气净化材料中的应用。
本发明提供了一种石墨烯复合改性活性炭材料，由包括以下重量份的原料制备得到：氧化石墨1～50份、微波诱导剂0.1～5份、高分子材料0.9～53份、活性炭10～200份和水950～999份。本发明以氧化石墨为原料之一，其具有的极性官能团能够有效吸附极性分子。本发明提供的复合材料是在活性炭表面包覆多层高比表面积的氧化石墨，可以提供大量的吸附位点，使得复合材料具有优异的吸附性能，吸附容量大，吸附效率高。本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料将石墨烯通过高分子材料负载于活性炭上，在活性炭表面包覆石墨烯，石墨烯具有多孔结构，比表面积大，赋予活性炭良好的吸附能力和更高的饱和吸附量，并且稳定性良好。
进一步的，本发明采用的氧化石墨由Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法和改进Hummers法中的一种或几种方法制备得到，上述方法制备得到的氧化石墨具有丰富的极性官能团，能够有效吸附极性分子，进一步提高复合材料的吸附容量。
本发明还提供了上述方案所述石墨烯复合改性活性炭空气净化材料的制备方法。本发明将氧化石墨、微波诱导剂、高分子材料和水混合得到氧化石墨混合液，然后通过简单浸渍使氧化石墨包覆在活性炭表面，然后在高分子材料的作用下，氧化石墨能够稳定附着在活性炭表面，得到的石墨烯材料不易从活性炭上脱落，不仅能够避免传统的氧化石墨气凝胶使用形式，又能充分发挥氧化石墨比表面积大和吸附位点多的优势，可以有效吸附极性分子；本发明在氧化石墨中引入少量的微波诱导剂，提高氧化石墨对微波的吸收效果，使其在微波处理中均匀膨化，避免氧化石墨膨胀不均匀，能够解决石墨烯容易发生团聚的问题，提高复合材料的比表面积，从而赋予了活性炭更高的吸附容量的特性；与传统高温干燥相比，本发明采用微波加热具有快速加热、均匀加热和热损失小等特点，从而使得制备过程简便易行、绿色高效、节能、成本低，可适用于工业化大规模生产和应用，具有重要的经济和社会价值。本发明提供的制备方法无需使用任何表面活性剂，可以大幅度减少工艺流程，工艺流程简单，降低生产成本。通过本发明提供的制备方法将石墨烯和活性炭复合，可以发挥石墨烯和活性炭的各自优势，并且产生协同作用，对空气污染物有良好的吸附净化作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明石墨烯复合改性活性炭材料的工艺流程图；
图2为本发明实施例6中采用的活性炭和制得的石墨烯复合改性活性炭材料横截面的扫描电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种石墨烯复合改性活性炭材料，由包括以下重量份的原料制备得到：氧化石墨1～50份、微波诱导剂0.1～5份、高分子材料0.9～53份、活性炭10～200份和水950～999份。
以重量份计，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料包括1～50份氧化石墨，优选为10～40份，更优选为20～30份，进一步优选为24～27份。在本发明中，所述氧化石墨优选采用Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法和改进Hummers法中的一种或几种方法制备。
以所述氧化石墨的重量份为基准，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料包括0.1～5份微波诱导剂，优选为0.5～4份，更优选为1～3份，进一步优选为1.5～2.5份。在本发明中，所述微波诱导剂优选包括炭黑、石墨烯、纳米石墨和碳纳米管中的一种或几种。
以所述氧化石墨的重量份为基准，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料包括0.9～53份高分子材料，优选为5～46份，更优选为15～35份，进一步优选为25～30份。在本发明中，所述高分子材料优选包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂和酚醛树脂中的一种或几种。
以所述氧化石墨的重量份为基准，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料包括10～200份活性炭，优选为20～160份，更优选为40～120份，进一步优选为60～80份。在本发明中，所述活性炭优选包括颗粒活性炭和柱状活性炭中的一种或几种；所述颗粒活性炭优选包括果壳颗粒活性炭和煤质颗粒活性炭中的一种或几种；所述果壳颗粒活性炭优选为椰壳颗粒活性炭；所述柱状活性炭优选包括煤质柱状活性炭和木质柱状活性炭中的一种或几种。
以所述氧化石墨的重量份为基准，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料包括950～999份水，优选为950～990份，更优选为960～980份，进一步优选为965～975份。在本发明中，所述水优选为去离子水。
本发明还提供了上述方案所述石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨、微波诱导剂、高分子材料和水混合，得到氧化石墨混合液；
(2)将活性炭在所述氧化石墨混合液中浸渍，得到氧化石墨改性活性炭复合材料；
(3)将所述氧化石墨改性活性炭复合材料进行微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
本发明将氧化石墨、微波诱导剂、高分子材料和水混合，得到氧化石墨混合液。在本发明中，所述混合优选在室温下进行；所述混合的方式优选为搅拌；所述搅拌优选包括机械搅拌、磁力搅拌、锡膏搅拌中的一种或几种；所述混合优选采用以下方式进行：将氧化石墨和水混合，得到氧化石墨水溶液；将微波诱导剂和氧化石墨水溶液混合，得到含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液；将高分子材料和含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液混合，得到氧化石墨混合液。在本发明中，所述氧化石墨和水混合优选将氧化石墨加入到去离子水中；所述微波诱导剂和氧化石墨水溶液混合优选将微波诱导剂加入到氧化石墨水溶液中；所述高分子材料和含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液混合优选将高分子材料加入到含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液中。
得到氧化石墨混合液后，本发明将活性炭在所述氧化石墨混合液中浸渍，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。在本发明中，所述浸渍的时间优选为2h～48h，更优选为10～40h，进一步优选为20～30h；所述浸渍优选在室温下进行；所述浸渍完成后优选进行后处理，所述后处理优选为过滤。
得到氧化石墨改性活性炭复合材料后，本发明将所述氧化石墨改性活性炭复合材料进行微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。在本发明中，所述微波膨化反应优选在微波炉、微波反应器、微波马弗炉或微波管式炉中进行；所述微波膨化反应的加热功率优选为100W～1200W，更优选为300W～1000W，进一步优选为500W～800W；所述微波膨化反应的时间优选为10s～60s，更优选为10s～45s，进一步优选为10s～30s。
本发明还提供了上述方案所述石墨烯复合改性活性炭材料或上述方案所述制备方法得到的石墨烯复合改性活性炭材料在空气净化材料中的应用。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.02份炭黑和20份采用Brodie法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有0.1wt％氧化石墨的氧化石墨溶液。
(2)将20份聚乙烯吡咯烷酮添加到步骤(1)所述氧化石墨溶液中，得到含有0.1wt％聚乙烯吡咯烷酮的氧化石墨混合液。
(3)将1000份煤质颗粒活性炭置于步骤(2)所述氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为1200W、反应时间为30s的微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述煤质颗粒活性炭的比表面积为776.882m2/g，所得复合材料的比表面积为1095.404m2/g，较所述煤质颗粒活性炭提升41.0％。
实施例2
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取1份石墨烯和20份采用Staudenmaier法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有0.1wt％氧化石墨的氧化石墨溶液。
(2)将400份聚乙烯吡咯烷酮添加到步骤(1)所述的氧化石墨溶液中，得到含有2wt％聚乙烯吡咯烷酮的氧化石墨混合液。
(3)将800份煤质颗粒活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为800W、反应时间为40s的微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述煤质颗粒活性炭的比表面积为776.882m2/g，所得复合材料的比表面积为1075.982m2/g，较所述煤质颗粒活性炭提升38.5％。
实施例3
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取2份碳纳米管和20份采用Staudenmaier法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有0.1wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将1000份聚氨酯添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有5wt％聚氨酯的氧化石墨混合液。
(3)将1000份椰壳颗粒活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波反应器中，在空气条件下进行加热功率为400W、反应时间为10s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述椰壳颗粒活性炭的比表面积为709.095m2/g，所得复合材料的比表面积为1025.351m2/g，较所述椰壳颗粒活性炭提升44.6％。
实施例4
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.3份炭黑和300份采用Hummers法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有3wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将10份聚氨酯添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有0.1wt％聚氨酯的氧化石墨混合液。
(3)将500份椰壳颗粒活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为1200W、反应时间为60s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述椰壳颗粒活性炭的比表面积为709.095m2/g，所得复合材料的比表面积为935.296m2/g，较所述椰壳颗粒活性炭提升31.9％。
实施例5
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.3份碳纳米管和300份采用Hummers法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有3wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将200份聚丙烯酸酯添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有2wt％聚丙烯酸酯的氧化石墨混合液。
(3)将400份煤质柱状活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为800W、反应时间为45s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述煤质柱状活性炭的比表面积为742.798m2/g，所得复合材料的比表面积为1009.462m2/g，较所述煤质柱状活性炭提升35.9％。
实施例6
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取30份石墨烯和300份采用改进Hummers法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有3wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将500份环氧树脂添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有5wt％环氧树脂的氧化石墨混合液。
(3)将500份煤质柱状活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波反应器中，在空气条件下进行加热功率为400W、反应时间为20s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述煤质柱状活性炭的比表面积为742.798m2/g，所得复合材料的比表面积为1070.372m2/g，较所述煤质柱状活性炭提升44.1％。
实施例7
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.2份炭黑和200份采用改进Hummers法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有5wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将4份环氧树脂添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有0.1wt％环氧树脂的氧化石墨混合液。
(3)将200份木质柱状活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为1200W、反应时间为60s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述木质柱状活性炭的比表面积为806.436m2/g，所得复合材料的比表面积为1082.237m2/g，较所述木质柱状活性炭提升34.2％。
实施例8
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取10份石墨烯和200份采用Brodie法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有5wt％氧化石墨的氧化石墨溶液。
(2)将80份丙烯酸树脂添加到步骤(1)所述的氧化石墨溶液中，得到含有2wt％丙烯酸树脂的氧化石墨混合液。
(3)将200份木质柱状活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为800W、反应时间为50s的微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述木质柱状活性炭的比表面积为806.436m2/g，所得复合材料的比表面积为1094.334m2/g，较所述木质柱状活性炭提升35.7％。
实施例9
一种石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取20份碳纳米管和200份采用Brodie法生产的氧化石墨，与去离子水配制得到含有5wt％氧化石墨的氧化石墨水溶液。
(2)将200份酚醛树脂添加到步骤(1)所述的氧化石墨水溶液中，得到含有5wt％酚醛树脂的氧化石墨混合液。
(3)将160份木质柱状活性炭置于步骤(2)所述的氧化石墨混合液中搅拌浸渍12h，得到氧化石墨改性活性炭复合材料。
(4)将步骤(3)所述氧化石墨改性活性炭复合材料放入微波炉中，在空气条件下进行加热功率为400W、反应时间为40s的微波加热膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
采用本发明制备方法，石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所述木质柱状活性炭的比表面积为806.436m2/g，所得复合材料的比表面积为1100.785m2/g，较所述木质柱状活性炭提升36.5％。
图1为本发明石墨烯复合改性活性炭材料的工艺流程图。本发明先将氧化石墨、微波引发剂和去离子水搅拌混合，得到氧化石墨溶液；然后将所述氧化石墨溶液和高分子材料搅拌混合，得到氧化石墨混合液；再将活性炭浸渍于所述氧化石墨混合液中，得到氧化石墨/活性炭材料；最后将所述氧化石墨/活性炭材料进行微波膨化，得到石墨烯/活性炭材料。本发明提供的制备方法步骤简单，条件温和易得，具有大规模工业化应用的前景。
将实施例1～9所用活性炭原料和制得的石墨烯复合改性活性炭材料进行吸附容量的测试，测试方法为：****。结果如表1所示。
表1本发明实施例1～9活性炭和石墨烯复合改性活性炭材料的总吸附容量
Figure BDA0003552839680000101
Figure BDA0003552839680000111
由表1可知，本发明实施例1～9采用的原料活性炭的总吸附容量在22.3～33.3mg/g之间，制备得到的石墨烯复合改性活性炭材料的总吸附容量在76.7mg/g以上，甚至可以达到93.3mg/g，相较于原料活性炭，本发明制备的石墨烯复合改性活性炭材料的总吸附容量提高了170％～369％，具有更大的吸附容量。
将实施例6所用活性炭原料和制得的石墨烯复合改性活性炭材料进行扫描电镜处理，结果如图2所示。
图2为本发明实施例6中采用的活性炭和制得的石墨烯复合改性活性炭材料横截面的扫描电镜图，可以看到，本发明制得的石墨烯复合改性活性炭材料中的石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面。石墨烯具有多孔结构，比表面积大，赋予活性炭良好的吸附能力和更高的饱和吸附量，并且稳定性良好；同时这种包覆结构可以发挥石墨烯和活性炭的各自优势，并且产生协同作用，对空气污染物有良好的吸附净化作用。
由以上实施例可知，本发明提供的石墨烯复合改性活性炭材料中的石墨烯能够均匀膨化且稳定包覆在活性炭表面，所得复合材料的比表面积较活性炭提升31％以上，总吸附容量提高170％以上，具有更高的比表面积和更大的吸附容量，能够有效吸附空气中的甲醛等污染物。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种石墨烯复合改性活性炭材料，由包括以下重量份的原料制备得到：氧化石墨1～50份、微波诱导剂0.1～5份、高分子材料0.9～53份、活性炭10～200份和水950～999份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合改性活性炭材料，其特征在于，所述氧化石墨是采用Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法和改进Hummers法中的一种或几种方法制备得到的。
3.根据权利要求1所述的石墨烯复合改性活性炭材料，其特征在于，所述微波诱导剂包括炭黑、石墨烯、纳米石墨和碳纳米管中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的石墨烯复合改性活性炭材料，其特征在于，所述高分子材料包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂和酚醛树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的石墨烯复合改性活性炭材料，其特征在于，所述活性炭包括颗粒活性炭和柱状活性炭中的一种或几种。
6.权利要求1～5任意一项所述的石墨烯复合改性活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨、微波诱导剂、高分子材料和水混合，得到氧化石墨混合液；
(2)将活性炭在所述氧化石墨混合液中浸渍，得到氧化石墨改性活性炭复合材料；
(3)将所述氧化石墨改性活性炭复合材料进行微波膨化反应，得到石墨烯复合改性活性炭材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述微波膨化反应的加热功率为100W～1200W。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为2h～48h。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合采用以下方式进行：将氧化石墨和水混合，得到氧化石墨水溶液；将微波诱导剂和氧化石墨水溶液混合，得到含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液；将高分子材料和含有微波诱导剂的氧化石墨水溶液混合，得到氧化石墨混合液。
10.权利要求1～5任意一项所述石墨烯复合改性活性炭材料或权利要求6～9任意一项所述制备方法得到的石墨烯复合改性活性炭材料在空气净化材料中的应用。
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