[發明專利]一種激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網制備方法和裝置

有效

• 申請號: 202011283199.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112391879B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 曾和平;楊川;胡夢云
• 申請（專利權）人: 華東師范大學重慶研究院;上海朗研光電科技有限公司;華東師范大學;重慶華譜量子科技有限公司;重慶華譜環保科技有限公司;云南華譜量子材料有限公司;重慶勐禾生物科技有限公司
• 主分類號: D21J3/00
• 分類號: D21J3/00;D21H19/14;D21H13/26;D21H17/67
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 江濤

本發明公開了一種激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網制備方法和裝置，主要是利用激光誘導包覆石墨烯技術將碳前體還原轉化為石墨烯，制備出激光誘導包覆石墨烯導電型玻纖網。本發明制備的激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網，能夠提高玻纖網的吸附性能，并且利用導電型玻纖網優異的導電性能，通過在玻纖網兩面施加電壓，能夠高效、快速地殺滅附著和通過其中的病毒和細菌，起到殺菌消毒的效果。此外，本發明制備導電型玻纖網還可廣泛用于包括：重金屬吸附、污水處理、水質凈化、電化學沉積、土壤修復、海水淡化、貴重金屬提取、垃圾滲透液處理等方面，在包括衛生、防疫、環境、資源等領域具有廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及一種激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網制備方法和裝置。

背景技術

如何能夠有效地控制病毒和細菌在人員聚集度高、空氣流動性差的環境下的傳播和擴散，對于任何一種傳染性病疫情的防控是至關重要的，同時也能夠有效提高生活和工作環境的舒適性和健康度。

通常，在辦公樓、影院、商場等空氣流動性較差的公共場所，容易形成病毒和細菌等的傳播，甚至在開啟空調或通風系統時由于不具備對病毒和細菌的殺滅作用，甚至更容易加快病毒和細菌在整個區域的傳播速度，擴大傳播范圍。而空氣凈化和過濾器采用玻纖過濾網作為濾芯材料，其利用玻纖過濾網中的高強度的連續單絲玻璃纖維組成的致密玻纖結構來阻截、吸附和儲存空氣及環境中的灰塵、廢氣及煙霧等，從而起到過濾空氣，凈化環境的作用。雖然，此類玻纖過濾網的過濾材料甚至可應用到，如工業無塵室、芯片車間、手術室、高端凈化及和高端新風系統等高潔凈度環境，但玻璃纖維的絕緣屬性，無法通過施加電壓的方式利用大電流對附著和通過的病毒和細菌進行殺滅，因而不具備殺滅作用。

石墨烯作為一種新興的二維材料，其由碳原子以SP²雜化連接的單原子層構成，表現出各種優異性能，引起人們對其的廣泛興趣，在世界范圍內對石墨烯的研究及應用也越來越多。特別地，石墨烯具有優異的導電性能和超強的吸附性，將石墨烯與玻纖紙結合制備過濾網，能夠在玻纖過濾網自身良好的空氣凈化過濾效果，進一步提高過濾網的過濾效率，同時通過施加電壓能夠實現殺菌消毒的作用，從而能夠將其應用到衛生、防疫等領域。

本發明利用激光誘導包覆石墨烯(LaserInducedCoating?Graphene，LICG)技術，通過激光照射包括碳前體材料的玻纖紙誘導其中的碳前體還原轉化為石墨烯的同時，還原形成的石墨烯通過其官能團與玻纖中的SiO₂等氧化物分子通過共價鍵形成化學鍵合，使SiO₂等氧化物分子與石墨烯復合，從而實現石墨烯對玻纖的包覆效果。制備激光誘導包覆石墨烯導電型玻纖網，基于石墨烯的優異吸附性能，能夠顯著提高玻纖網的吸附性能，并使其具備優異的導電性能，通過在導電型玻纖網兩面施加電壓，能夠高效、快速地殺滅附著和通過其中的病毒和細菌，起到殺菌消毒的效果。本發明除了應用于殺菌消毒方面，還可廣泛用于包括：重金屬吸附、污水處理、水質凈化、電化學沉積、土壤修復、海水淡化、貴重金屬提取、垃圾滲透液處理等方面，在包括衛生、防疫、環境、資源等領域具有重要意義和廣泛應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網制備方法和裝置，利用激光誘導包覆石墨烯技術制備具有優異導電性能的玻纖網，能夠顯著提高玻纖網的吸附性能的同時，更重要的是，通過施加電壓能夠對吸附和通過玻纖網的病毒和細菌起到高效和快速殺滅的作用。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種激光誘導包覆石墨烯的導電型玻纖網制備方法，所述制備方法如下步驟：

(a)包覆用含碳前體材料的選擇；

(b)含有碳前體材料的玻纖紙的準備；

(c)激光照射使碳前體還原轉化為激光誘導包覆石墨烯。

優選地，所述步驟(a)中包覆用含碳前體材料選擇：常規的含碳前體材料或氧化石墨烯(GO)或碳基量子材料中的一種；