[發明專利]一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810154119.2
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108442179B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 孔凡功;王守娟;延澤寧;趙明爽;邱揚;段文靜;韓文佳
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: D21H27/08
• 分類號: D21H27/08;D21H21/08;D21H21/18;D21H21/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

1.一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料，其特征在于，過濾材料原料的重量份數分別為纖維100份、石墨烯5～20份、增稠劑0.1～3份、助留劑0.05～0.15份、增強劑0.5～3份、分散劑0.2～0.8份；

制備方法為：

(1)石墨烯分散液的制備

將分散劑與水按照一定比例混合分散均勻，邊攪拌邊加入石墨烯，然后超聲分散至均勻，得到石墨烯分散液；

(2)纖維素纖維懸浮液的制備

紙漿纖維與水混合在疏解機中充分分散疏解，稀釋后加入增稠劑，攪拌至混合均勻，得到穩定的纖維懸浮液；

(3)纖維素纖維石墨烯共混負載

按一定比例將制備好的石墨烯分散液加到制備好的纖維素纖維懸浮液中，攪拌至均勻，然后加入助留劑，繼續攪拌使石墨烯充分負載到纖維的表面或內部；

(4)脫水成形

在石墨烯與纖維素纖維的共混液中加入增強劑，攪拌均勻稀釋至濃度0.01～0.2％之間，然后經過真空條件下脫水、壓榨、干燥后獲得石墨烯紙基過濾材料；

其中，所述纖維包括針葉木漿、闊葉木漿、棉漿中的一種、兩種或三種；

增稠劑為聚氧化乙烯、羧甲基纖維素納、聚丙烯酸酯中的一種、兩種或三種；

助留劑為聚丙烯酰胺，分子量為200～400萬；

增強劑為陽離子瓜爾膠、陽離子淀粉中的一種或兩種的配合；

分散劑為十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨、木素磺酸鹽中的一種、兩種或三種。

2.根據權利要求1所述的一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料，其特征在于：所述石墨烯選用單層石墨烯或層數≤10的多層石墨烯，厚度≤15nm。

3.根據權利要求1所述的一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料，其特征在于：所述步驟(1)和(2)攪拌速度為400～600轉/min，時間為20-60min；超聲分散在50℃條件下超聲分散1h。

4.根據權利要求1所述的一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料，其特征在于：所述的步驟(2)疏解濃度為3-5％，疏解后紙漿稀釋至0.2～1.5％。

5.根據權利要求1所述的一種植物纖維負載石墨烯制備紙基空氣過濾材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中的兩處攪拌作用攪拌轉速均為60～90轉/min，攪拌時間前后分別為10min和20min。