[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

本發明提供了一種用于空氣凈化的復合納米材料，所述復合納米材料由占復合材料15～55wt％的氧化石墨烯、30～50wt％的碳納米顆粒、5～10wt％納米TiO₂以及1～3wt％納米銀顆粒組成，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；本發明材料利用納米層間結構和納米顆粒尺寸所產生的納米尺寸效應，使空氣凈化材料兼具有吸附和氧化凈化、殺菌功能；氧化石墨烯和碳納米顆粒二者相結合，豐富了材料的孔道結構和表面官能團性質，不僅對甲醛，對其它如：苯、甲苯、氨類等有機污染物也體現出良好的吸附選擇性。

技術領域

本發明屬于納米材料應用技術領域，具體涉及一種用于空氣凈化的復合納米材料。

背景技術

對納米材料的研究是當今科學研究中一個前沿領域，也是全世界許多科學工作者研究的熱點。納米材料的神奇之處和還不為人們所識的方面更是引起了人們的廣泛關注；對納米材料進行制備的研究和應用更是目前的熱點和難點，也是發展高科技的重點。

甲醛是一種主要的室內空氣污染物，其危害受到了人們廣泛的關注。中國在2002年頒布的《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)中規定室內空氣中甲醛的衛生標準(最高允許濃度)分別為0.10mg/m³。因此，去除室內空氣中的甲醛有重要的意義。凈化方法可以粗略地分為吸附法、化學反應法、等離子體技術、光催化法和催化法，其中催化法是一種長效的方法。美國專利US 5585083發明了一種Pt/SnO₂催化劑去除空氣中甲醛的方法，催化劑在沒有額外的能量輸入和-5～25℃條件下，以空氣中的氧為氧化劑將甲醛完全氧化成二氧化碳和水。但是，催化劑高的Pt含量(12wt％)導致催化劑的價格昂貴。中國專利CN1698932用負載金的稀土氧化物或者金屬復合氧化物催化劑，在80～100℃溫度下對甲醛能獲得較好的效果。

納米抗菌材料因抗菌效率高、穩定性好、無毒無味和廣譜性等優點具有廣闊的市場。常用于納米抗菌材料主要是負載Ag(Ag₂0),Cu0或Zn0等系列無機物，因為銀系抗菌能力較強，對革蘭陽性、陰性菌和霉菌以及酵母菌都有較好的效果，而且安全性好，對人體不產生毒害作用，所以目前商業化的抗菌劑主要是銀系抗菌材料，并廣泛應用于涂料、塑料、橡膠和織物等相關產品。如CN101187018A鋁片上負載金屬銀具有規整的結構；CN1857309A利用金屬銀粉制成婦女用的噴劑對各種細菌真菌等有很好的效果；US20090130181用UV將Ag⁺在多種天然和合成的材料上原位還原成金屬Ag，具有高效和長效的抗菌性能等。

本發明基于上述現有技術，其目的是提供一種能夠有效吸附空氣中的甲醛以及除殺空氣中細菌的空氣凈化的納米材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合納米材料，改納米材料在空氣凈化，特別是吸附空氣中的甲醛以及除殺空氣中細菌方面展現出十分優良的特性。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于空氣凈化的復合納米材料，所述復合納米材料由占復合材料15～55wt％的氧化石墨烯、30～50wt％的碳納米顆粒、5～10wt％納米TiO₂以及1～3wt％納米銀顆粒組成，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：