[發明專利]一種用于空氣凈化的復合納米材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611142969.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106622128B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 江蘇中千碧華新材料有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01D53/86;C01B32/184;C01B32/15;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

1.一種用于空氣凈化的復合納米材料，其特征在于，所述復合納米材料由占復合材料15～55wt％的氧化石墨烯納米片、30～50wt％的碳納米顆粒、5～10wt％納米TiO₂以及1～3wt％納米銀顆粒組成，其中，組成復合材料各組分的質量百分含量之和為100％；所述碳納米顆粒、納米TiO₂以及納米銀顆粒負載在氧化石墨烯納米片的表面，所述納米片的厚度為4～12nm，銀納米顆粒的粒徑為20～50nm，材料比表面積為700～900m²/g，孔容為0.3～0.5cm³/g；

其中，所述復合納米材料的制備方法包括如下步驟：

(1)氧化石墨烯納米片的制備：在0℃冰浴下，將0.015～0.072g石墨粉分散到20～25mL濃硫酸中，攪拌下加入KMnO₄，所加KMnO₄的質量是石墨粉的3～4倍，攪拌30～60分鐘，溫度上升至30～35℃，加入40～50mL 去離子水，攪拌20～30分鐘，加入10～15mL 質量濃度30％的H₂O₂，攪拌5～20分鐘，經過離心分離，用質量濃度5％的HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧化石墨納米片；然后將得到的氧化石墨納米片置于250mL燒瓶中，加入150mL的溶劑，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲1h，除去溶劑，即得到氧化石墨烯納米片；

(2)氧化石墨烯納米片/碳納米顆粒的制備：將15～25g碳源和二茂鐵加入到50～80mL無水乙醇/水的混合溶劑中，形成均一穩定的溶液，然后將10～20g步驟(1)的氧化石墨烯納米片加入到上述溶液中，并于室溫下攪拌1～2h，形成均一穩定的混合液備用，然后將所形成的混合液倒入到反應釜，并將反應釜置于均相反應器中進行熱處理，所述熱處理條件為：溫度160～200℃，時間為12～24小時；之后將產物洗滌、干燥，并于惰性氣氛下，400～500℃焙燒4～12小時，得氧化石墨烯納米片/碳納米顆粒材料；

(3)氧化石墨烯納米片/碳納米顆粒/納米TiO₂/Ag納米顆粒的制備：首先將0.2～2gAgNO₃溶解于20～30mL無水乙醇中，得到透明AgNO₃乙醇溶液,然后向制備的AgNO₃乙醇溶液中加入乙酸乙酯、1.5g～4g鈦酸四丁酯、冰乙酸，攪拌8-12min，得到混合均勻的混合液；之后向上述制備的混合液中加入步驟(2)制備的氧化石墨烯納米片/碳納米顆粒材料5～15g，攪拌30～60min，然后放入聚四氟乙烯襯底的反應釜中，在120℃～160℃下反應12～24h，得到固體產物；最后固體產物洗滌、干燥、焙燒即得所述復合納米材料。

2.根據權利要求1所述的復合納米材料，其特征在于，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、酚醛樹脂和間苯二酚的一種或多種。

3.根據權利要求2所述的復合納米材料，其特征在于，步驟(1)中所述溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇或四氫呋喃中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的復合納米材料，其特征在于，所述步驟(2)中二茂鐵的濃度為0.001～0.005mo1/L，所述惰性氣氛為氬氣。

5.根據權利要求2所述的復合納米材料，其特征在于，所述步驟(3)中洗滌為無水乙醇洗滌、干燥是在80～100℃下干燥12～24h、焙燒是在500～600℃下焙燒2～4h。

6.一種權利要求1所述復合納米材料在空氣凈化中的應用，其特征在于，所述復合納米材料用于除去空氣中的甲醛以及抑制和殺滅各種細菌。