[發(fā)明專利]一種氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710038464.5
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106807250B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲麗君;田明偉;周珍卉;馬志友;朱士鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學(xué);南京同君碳素新材料有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/54;B01J20/26;B01J20/30;B01J20/28
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本發(fā)明公開了一種氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法，具體步驟包括：制備氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合物；將上述復(fù)合物、高分子聚合物溶解于溶劑中，制得紡絲溶液；制備氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納米膜過濾層材料；制備無紡布/氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納米膜過濾材料；再經(jīng)烘干，得到氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜。本發(fā)明的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法，該制備方法制得的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜，具備良好的過濾、吸附效果，具有防PM2.5霧霾、釋放負(fù)離子、低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌、抗紫外線等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣過濾技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，我國汽車的擁有量迅猛增加及工業(yè)化的高速發(fā)展，導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化，霧霾天持續(xù)的時(shí)間越來越長，持續(xù)霧霾天氣對人類健康及日常生活造成了極為嚴(yán)重的影響，并由此引發(fā)各種疾病，包括：哮喘、呼吸道感染、肺部感染等呼吸系統(tǒng)疾病，對人們的身體健康，特別是對兒童和老年人等免疫力較弱的群體，造成極其嚴(yán)重的影響。

城市有毒顆粒物來源：汽車尾氣，使用柴油的車子是排放細(xì)顆粒物的“重犯”，使用汽油的小型車雖然排放的是氣態(tài)污染物，比如氮氧化物等，但碰上霧天，也很容易轉(zhuǎn)化為二次顆粒污染物，加重霧霾；工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣，比如冶金、窯爐與鍋爐、機(jī)電制造業(yè)，還有大量汽修噴漆、建材生產(chǎn)窯爐燃燒排放的廢氣；建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚(yáng)塵等，都會(huì)加重霧霾，PM2.5俗稱霧霾，又稱為細(xì)顆粒物，現(xiàn)已成為現(xiàn)社會(huì)階段人們最為關(guān)注的指標(biāo)之一，它能較長時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重，因此，開發(fā)高性能的過濾材料是行之有效的措施之一。

靜電紡絲法是化學(xué)纖維傳統(tǒng)溶液干法紡絲和熔體紡絲的新發(fā)展，是當(dāng)前納米纖維等超細(xì)纖維制造最主要的方法。與傳統(tǒng)的方法有著明顯的不同，它將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬伏高壓靜電。這一技術(shù)的核心，是使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場中流動(dòng)與變形，當(dāng)電場力足夠大時(shí)，聚合物液滴可克服表面張力形成噴射細(xì)流。然后經(jīng)溶劑蒸發(fā)或熔體冷卻而固化得到纖維狀物質(zhì)，因此這一過程稱為靜電紡絲。現(xiàn)有的靜電紡納米膜材料，尤其是靜電紡纖維膜強(qiáng)度低，且制備高面密度的電紡膜缺乏經(jīng)濟(jì)性，因此使用單純的納米膜材料作為過濾材料使用時(shí)無法達(dá)到其最佳過濾效果且功能性差。此外，與常規(guī)非織造纖維濾料相比，靜電紡納米纖維膜為基材的過濾材料的機(jī)械強(qiáng)度很低，因此，將納米纖維與非織造布復(fù)合，既可以保證濾料的機(jī)械強(qiáng)度及過濾性質(zhì)，還可降低生產(chǎn)成本。

靜電紡納米纖維直徑細(xì)、比表面積大，由這種纖維形成的非織造布表現(xiàn)出優(yōu)良的吸附性能，可用作吸附媒質(zhì)，包覆活性炭、生物殺滅劑等，用這些纖維應(yīng)用于口罩或空氣過濾膜，能夠高效地過濾并降解空氣中的有害氣體。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了一種氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法，該制備方法制得的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜，具備良好的過濾、吸附效果，具有防PM2.5霧霾、釋放負(fù)離子、低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌、抗紫外線等功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納濾膜的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將無紡布基材平鋪在內(nèi)部接地的金屬平板上，所述無紡布的面密度為30-75g/㎡；

（2）在反應(yīng)容器中將氧化石墨烯、納米二氧化硅按比例混合，在非中性條件下10-80℃攪拌反應(yīng)1-15h，提取產(chǎn)物得到氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合物；

（3）將氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合物、高分子聚合物溶解于溶劑中，攪拌至完全溶解，得到紡絲溶液，所述紡絲溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.5-20wt%；