[發(fā)明專利]一種復合纖維、及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610082025.X
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105603718B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 唐一林;張金柱;張安;袁征;張小鴿
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉集團股份有限公司
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;A24D3/10;B01J20/26;B01J20/24;B01D39/14;C02F1/28;B01D53/02;B01J31/38;D06M101/08;D06M101/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

本發(fā)明涉及一種復合纖維，所述復合纖維包括纖維載體，及包覆在所述纖維載體外側(cè)的石墨烯氣凝膠層。本發(fā)明提供的復合纖維表面包覆有較薄的石墨烯氣凝膠層，克服了現(xiàn)有石墨烯氣凝膠自身表面屏蔽作用，提高了吸附速率和單位體積石墨烯氣凝膠的吸附效率；本發(fā)明提供的復合纖維的纖維載體對石墨烯氣凝膠提供了支架，增強了機械強度；將本發(fā)明用作吸附材料時，可以直接與現(xiàn)有的香煙制作工藝能夠無縫對接，替代現(xiàn)有的吸附纖維，能夠?qū)崿F(xiàn)對苯并芘稠環(huán)芳烴類有害物質(zhì)的特異性吸附，同時保留煙氣中的其他香吸味物質(zhì)從而不影響香煙的風味和香氣。

技術領域

本發(fā)明屬于功能性纖維制備領域，具體涉及一種具有吸附功能的復合纖維、及其制備方法和用途，特別涉及一種包覆有石墨烯氣凝膠的復合纖維、及其制備方法和用途。

背景技術

石墨烯是一種由單層sp2雜化碳原子組成的蜂窩狀結構的二維材料，具有許多優(yōu)異的性能。自從2004年被發(fā)現(xiàn)起，石墨烯就成為了科學界的一大研究熱點。石墨烯的理論比表面積高達2600m²/g，具有良好的導熱性和力學性能。氣凝膠，是一種超低密度、大孔體積、高比表面積的納米多孔固態(tài)材料，這些特征都歸因其納米顆粒相連所構成的三維網(wǎng)狀結構。石墨烯氣凝膠繼承了石墨烯和氣凝膠高比表面積、高孔隙率、高導電率以及良好的熱導率等優(yōu)點。

CN104815630A發(fā)明了一種選擇性吸附苯并芘和苯酚的濾嘴纖維的制備方法，其是將氧化石墨烯噴涂到纖維表面。該方法指示將氧化石墨烯簡單修飾到纖維表面，無法避免氧化石墨烯的自身團聚作用，因此無法完全體現(xiàn)石墨烯的高吸附特性。

CN102674315A公開了一種石墨烯-碳納米管復合全碳超輕彈性氣凝膠及其制備方法，所述石墨烯-碳納米管復合全碳超輕彈性氣凝膠屬于自支撐的氣凝膠，具有機械強度低的問題。

所謂“自支撐的氣凝膠”是指在氣凝膠內(nèi)部沒有其他成分來支撐氣凝膠，僅靠氣凝膠自身的框架來起到支撐作用。而對于自支撐的石墨烯氣凝膠，其很容易塌陷，影響使用。

CN105130380A公開了一種石墨烯-氧化鋯纖維復合氣凝膠的制備方法，該石墨烯-氧化鋯纖維復合氣凝膠是石墨烯與纖維形成復合體，在石墨烯氣凝膠宏觀體中，分布較多的纖維作為骨架，而并非是單根纖維表面形成表面形成氣凝膠。屬于較大體積的石墨烯氣凝膠。

當石墨烯氣凝膠用于吸附領域時，對于較大體積的石墨烯氣凝膠而言，當待吸附物質(zhì)被石墨烯氣凝膠吸附一段時間后，表面的納米孔被待吸附物質(zhì)填滿，形成障礙層，出現(xiàn)自身表面屏蔽作用，而待吸附物無法進一步到達石墨烯氣凝膠的內(nèi)部，造成吸附速率低，石墨烯氣凝膠單位體積的吸附能力有限，石墨烯氣凝膠的利用率低的問題。

稠環(huán)芳烴(PAHs，polycyclic aromatic hydrocarbon)是指具有兩個或兩個以上苯環(huán)的一類有機化合物。稠環(huán)芳烴是分子中含有兩個以上苯環(huán)的碳氫化合物，包括萘、蒽、菲、芘等150余種化合物。有些多環(huán)芳烴還含有氮、硫和環(huán)戊烷，常見的多環(huán)芳烴具有致癌作用的多環(huán)芳烴多為四到六環(huán)的稠環(huán)化合物。國際癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94種對實驗動物致癌的化合物中15種屬于多環(huán)芳烴，由于苯并a芘是第一個被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學致癌物，而且致癌性很強，故常以苯并(α)芘作為多環(huán)芳的代表，它占全部致癌性多環(huán)芳烴1％～20％。

苯并芘又稱苯并(α)芘(BaP)，是一種常見的高活性間接致癌物和突變原。3,4-苯并芘釋放到大氣中以后，總是和大氣中各種類型微粒所形成的氣溶膠結合在一起，在8μm以下的可吸入塵粒中，吸入肺部的比率較高，經(jīng)呼吸道吸入肺部，進入肺泡甚至血液，導致肺癌和心血管疾病，是多環(huán)芳烴中毒性最大的一種強烈致癌物，空氣中的BaP是導致肺癌的最重要的因素之一。