[發明專利]一種石墨烯空氣凈化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711162025.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107670641B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉樂光
• 申請（專利權）人: 廈門信果石墨烯科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明屬于空氣凈化材料領域，具體涉及一種石墨烯空氣凈化材料及其制備方法。包括以下步驟：A)將水蒸氣活化后的木質活性炭粉與堿混合，再經過活化后得到活性炭半成品；B)將上述步驟得到的活性炭半成品與碳酸鈣晶須、氮源、石墨烯溶液再次混合后，并進行還原反應，得到石墨烯超級凈化空氣復合材料。本發明材料具有吸附有害氣體和異味、抑菌、殺菌的作用，并且具有材料生產成本低、不存在污染的優點。

技術領域

本發明屬于空氣凈化材料領域，具體涉及一種石墨烯空氣凈化材料及其制備方法。

背景技術

近年來，空氣污染問題一直是各國政府亟待解決的問題。能源、化工、冶金、交通等行業燃用化石燃料（煤、石油、天然氣等）所釋放的煙氣中含有大量的SO₂和NO_x，對大氣造成嚴重污染。此外，人類活動產生的各種粉塵，還有氣候惡化造成的沙塵等固體懸浮顆粒對環境空氣的污染，以及來自各類裝飾材料和口用化學品的可揮發性有機污染物越來越多地進入住宅和公共建筑物，導致人居環境污染程度急劇增加。

調查顯示，我國90％的新裝居室和95％的新裝辦公場所存在VOCs氣體污染物超標現象。由于絕大部分人類活動在室內進行，所以室內環境污染對人們健康和人口質量所造成的危害是非常嚴重的。世界衛生組織的一項統計顯示，室內環境污染造成的疾病負擔超過室外同級別污染造成負擔的6倍。上世紀九十年代，我國每年由室內環境污染引起的超額死亡數達11萬人，超額門診數達13萬人次，超額急診數達150萬人次，因此而造成的經濟損失超過100億美元。

為適應人們對空氣質量的要求，市場上出現了各種類型的空氣凈化器，目前國內外公認的空氣凈化方法主要是利用吸附法和靜電法對污染物進行去除，己有的空氣凈化器大部分采用過濾材料除去空氣中的懸浮顆粒，采用活性炭等多孔材料來吸附空氣中的有害氣體，并帶有負離子發生器產生一定量的負離子。但是，吸附材料活性炭的吸附容量都有限，在吸附達到飽和以后，就會出現污染物穿透現象。而且對室內主要污染物甲醛、乙醛、苯、VOCs、氮氧化物的清除效果不是很理想。這時，吸附材料不僅丟失對污染物的吸附特性，當所吸附的污染物為揮發性有機物時，所吸附的有害污染物反而會造成二次污染，成為新的污染源。

目前國內外己開始研究利用納米光觸媒技術凈化室內空氣。將納米光觸媒和吸附劑結合，利用吸附劑的吸附性能以及納米光催化劑在常溫下即能將有害氣體分解為無害氣體的特性凈化室內空氣。如：用活性炭或活性炭纖維作光催化劑的載體制備凈化材料等。但由于這類光催化作用僅在紫外光的照射下才能發揮作用，因此采用這種方式制成的材料目前實用性不強，室內環境很難滿足紫外光照條使用，且成本較高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種石墨烯凈化空氣復合材料及其制備方法；本發明復合材料凈化空氣能力強，而且制備方法簡單，成本低，具有很好的應用前景。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

所述石墨烯超級凈化空氣復合材料制備方法，包括以下步驟：

A)將水蒸氣活化后的木質活性炭粉與堿混合，再經過活化后得到活性炭半成品；配制 0.6wt％濃度的石墨烯水分散液；

B)將上述步驟得到的活性炭半成品與碳酸鈣晶須、氮源、石墨烯溶液再次混合后，并進行還原反應，得到石墨烯超級凈化空氣復合材料。

優選的，所述堿包括氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鈣中的一種或多種；

所述木質活性炭粉與堿的質量比為1：(0.5～2)。

優選的，所述活化的溫度為500～800℃，所述活化的時間為0.5～4h。

優選的，所述木質活性炭粉的粒度為8～12μm；所述碳酸鈣晶須長度 20-30μm；直徑 1-2μm；所述石墨烯的平均片徑為1～50μm；