[發(fā)明專(zhuān)利]一種還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑的制備方法及其產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011433887.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112546527B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔大祥;張放為;張芳;盧玉英;焦靖華;王亞坤;陽(yáng)靖峰;葛美英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A62D1/00
• 分類(lèi)號(hào): A62D1/00;A62D1/02
• 代理公司: 上海東亞專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發(fā)明公開(kāi)一種還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑的制備方法及其產(chǎn)品，包括如下步驟在氧化石墨烯溶液中加入明膠并充分?jǐn)嚢?、超聲；向得到的溶液中加入還原劑并煮沸，形成變性蛋白質(zhì)包覆的還原氧化石墨烯溶膠；向得到的溶液中加入含氟表面活性劑并充分?jǐn)嚢璧玫竭€原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑。利用芳香環(huán)離域π鍵與蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)作用將還原氧化石墨烯與變性明膠蛋白緊密結(jié)合，避免氧化石墨烯吸附含氟表面活性劑，從而減小了含氟表面活性劑的用量。通過(guò)形成還原氧化石墨烯與變性蛋白的復(fù)合物進(jìn)一步穩(wěn)定還原氧化石墨烯，避免其發(fā)生沉降。得到的還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑與一般的氟蛋白滅火劑的穩(wěn)定性相當(dāng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滅火劑領(lǐng)域，更具體地，涉及水成膜泡沫滅火劑（AFFF），尤其是指一種還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑的制備方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)

水解蛋白質(zhì)溶液可作為水性泡沫滅火劑使用，具有無(wú)毒害，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。在其中加入含氟表面活性劑可大幅降低溶液的表面張力，提高發(fā)泡能力，具有較好的滅火性能，稱(chēng)為氟蛋白水成膜滅火劑。向水解蛋白質(zhì)溶液中加入少量含氟表面活性劑后，溶液表面張力即降低至最低值；若加入更多的含氟表面活性劑則會(huì)在溶液內(nèi)部形成膠束，溶液的表面張力不再發(fā)生明顯的變化，對(duì)應(yīng)的濃度稱(chēng)作臨界膠束濃度（Critical MicelleConcentration，CMC）。由于含氟表面活性劑兼具有良好的阻燃性能，向水解蛋白溶液中加入超過(guò)臨界膠束濃度的全氟表面活性劑后，雖然溶液的表面張力不能繼續(xù)降低，但是其滅火性能卻可得到進(jìn)一步提高。因此，在氟蛋白水成膜滅火劑中，往往通過(guò)增加含氟表面活性劑的用量超過(guò)其臨界膠束濃度而加強(qiáng)其滅火性能。但是，隨著近年來(lái)對(duì)含氟化合物研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)含氟表面活性劑不但具有一定的毒性，而且較難在自然環(huán)境中分解，如何降低氟蛋白水成膜滅火劑中含氟表面活性劑的用量就成為AFFF領(lǐng)域內(nèi)重要的問(wèn)題。

石墨烯和它的衍生物如氧化石墨烯、還原氧化石墨烯等均具有良好的阻燃性能（管崇生, 林曉莉. 基于石墨烯的復(fù)合材料阻燃性能研究[J]. 消防科學(xué)與技術(shù), 2013,32(10): 1145-1147.）。其中，石墨烯已經(jīng)被初步應(yīng)用于滅火劑領(lǐng)域（中國(guó)專(zhuān)利CN108079477）。因此，石墨烯基材料有作為阻燃劑替代氟蛋白滅火劑中部分含氟表面活性劑的潛力。但是，有文獻(xiàn)表明，石墨烯基材料具有通過(guò)含氧基團(tuán)吸附含氟碳鏈的能力（LiuL, Liu Y, Gao B, et al. Removal of perfluorooctanoic acid (PFOA) andperfluorooctane sulfonate (PFOS) from water by carbonaceous nanomaterials: Areview[J]. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2020, 50(22): 2379-2414），若加入氟蛋白溶液中，將吸附含氟表面活性劑，使其有效濃度下降，不利于降低溶液表面張力。此外，滅火劑在長(zhǎng)期存放的過(guò)程中，氧化石墨烯基團(tuán)將逐漸失去含氧官能團(tuán)（也稱(chēng)為自還原）而發(fā)生沉降，也將造成滅火劑失效。

石墨烯基材料與蛋白質(zhì)具有兩種典型的作用，即：（1）通過(guò)石墨烯基材料表面的含氧官能團(tuán)與蛋白質(zhì)的親水基團(tuán)作用；（2）通過(guò)芳香性離域π鍵與蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)作用。其中，通過(guò)離域π鍵形成的復(fù)合物更加穩(wěn)定（Zhang Y, Wu C, Guo S, et al. Interactionsof graphene and graphene oxide with proteins and peptides[J]. NanotechnologyReviews, 2013, 2(1): 27-45.）。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)氧化石墨烯容易吸附含氟表面活性劑、容易自還原沉降的問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于：提供一種根據(jù)上述方法制備的還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑產(chǎn)品。

本發(fā)明目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：一種還原氧化石墨烯氟蛋白滅火劑的制備方法，包括如下步驟：