[發明專利]一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201810697494.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108816191A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
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本發明涉及一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑及制備方法，屬于空氣凈化技術領域。本發明解決的技術問題是提供一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑及制備方法。該方法通過將高比表面積的石墨烯復合活性炭置于凝膠前驅液中，在凝膠形成過程中均勻分散形成三維網絡分布，團粒,隔絕空氣碳化，制得石墨烯復合大顆粒凈化劑,具有良好的吸附效果的同時使用壽命長，無需頻繁更換；此外，將石墨烯、活性炭復合，可以發揮協同作用，使其具有良好的吸附氣體的能力和更高的飽和吸附量。

技術領域

本發明涉及一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑及制備方法，屬于空氣凈化技術領域。

背景技術

甲醛、二氧化硫、氨氣、一氧化氮等氣體是生活與工業污染中的污染氣體。尤其，室內空氣中甲醛已經成為影響人類身體健康的主要污染物，冬天空氣中的甲醛對人體的危害特別大，對眼、鼻、喉和皮膚等產生明顯的刺激作用。近年來，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材料，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。其中，吸附法作為一種物理化學方法，以其成本低廉、脫除效率高、無二次污染、易再生等優勢成為了研究的熱點。眾多吸附材料中，碳材料是一種應用最為廣泛的吸附材料。而碳材料中的石墨烯，由于具備極高的比表面積，具有很強的吸附性，可用于空氣凈化領域。

基于其獨特的二維單原子層結構，石墨烯具有超大的理論比表面積（2630m2g-1），有望作為高性能吸附材料。目前，出現了大量關于石墨烯用作吸附劑來進行空氣凈化的研究。

申請號為201711162025.1的發明專利公開了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。該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。

申請號為201710870094.1的發明專利公開了一種空氣凈化用石墨烯復合活性炭的制備方法，將活性炭顆粒進行烘干；將石墨烯溶液超聲分散一段時間后，進行稀釋，然后將活性炭顆粒加入石墨烯溶液中；將含有活性炭顆粒的石墨烯溶液進行烘干，得到石墨烯復合活性炭；將石墨烯復合活性炭放入冬氨酸水溶液中，充分攪拌后，靜置兩個小時；將石墨烯復合活性炭取出烘干，得到石墨烯復合活性炭成品。該發明所述方法簡單、設備投入少、節省人力物力，制備出的石墨烯復合活性炭對空氣中甲醛的吸附率高、吸附量大，成本低。

申請號為201710628396.8的發明專利公開了一種空氣凈化用石墨烯海綿及其制備方法，空氣凈化用石墨烯海綿：海綿上負載有納米銀摻雜石墨烯復合材料層，納米銀摻雜石墨烯復合材料層的厚度為0.2～1.5，其中納米銀摻雜石墨烯的質量占比為5～10％。本發明通過在海綿上負載納米銀-石墨烯復合材料，使海綿具有很強的疏水效果和吸附能力，且納米銀具有殺菌和抑菌作用，防止海綿上滋生細菌，對甲醛、二氧化硫、氨氣、一氧化氮或二氧化碳等具有良好的吸附性能。同時本發明提供的制備石墨烯海綿的方法具有簡單高效、成本低且無污染的優點。

以上均為石墨烯作為吸附劑在空氣凈化中的應用，然而，石墨烯納米片層間較強的范德華力以及石墨烯的疏水性質使得石墨烯片層極易層層堆積，這類材料粒徑太小，在實際使用中不方便，并且影響凈化效果。例如上述的空氣凈化用石墨烯海綿材料，由質量份比為1∶5～20的石墨烯納米片和碳納米管組成三維網絡結構，因其粒徑的限制導致使用時易產生揚塵。如何合成高性能的石墨烯基吸附材料是石墨烯基吸附材料研究中的關鍵問題。

發明內容

針對以上缺陷，本發明提供一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑及其制備方法。

本發明解決的第一個技術問題是提供一種用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑的制備方法。

本發明用于空氣凈化的石墨復合大顆粒凈化劑的制備方法，包括如下步驟：