[发明专利]石墨烯玛雅蓝材料的制备方法及制成的石墨烯玛雅蓝材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种玛雅蓝材料，尤其涉及一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法及制成的石墨烯玛雅蓝材料，属于材料技术领域。

背景技术

装修污染是新出现的环境污染，来源很多，主要是由于人们在装修过程中采用不合格装修材料以及不合理的设计造成的。依照污染物种类可以分为甲醛污染、苯污染、氨气污染、氡污染、铅污染等。这些污染物混合在空气中，通过呼吸道进入人体，对人体产生各种不良影响。据称，氡、苯、甲醛、氨、三氯乙烯这些室内空气污染物会导致人体35.7％的呼吸道疾病，22％的慢性肺病和15％的气管炎、支气管炎和肺癌，它导致的是多系统、多器官、多组织、多细胞、多基因的损害，给人体带来了潜在的健康隐患。

为避免装修污染的侵害，在选购装修材料时应避免使用含有有害物质的材料，采用符合国家标准的绿色建材。同时，还可以选用吸附剂去除装修产生的污染。吸附剂具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构，对吸附质有强烈的吸附能力，一般不与吸附质和介质发生化学反应，可使污染物成分附着在其颗粒表面。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)，最具代表性的吸附剂是活性炭。活性炭主要依靠自身内部微小的孔隙对污染分子进行吸收，但是，吸收并不是真正的去除，吸收只是把污染物储存在活性炭的孔隙内，而污染物还是一直存在的。且由于活性炭的孔隙数量是有限的，污染分子向外释放一般长达几年，通常一个月以后活性炭的吸附量就逐渐达到饱和状态，饱和后的活性炭无法继续吸收污染物，甚至还会有已吸附的污染物向外释放，造成二次污染。

针对现有吸附剂的局限性及缺陷，玛雅蓝作为目前最主流的光触媒，用途越来越广。玛雅蓝拥有发达的孔隙，具有更大的吸附量，可吸附更多污染分子，不易饱和。且玛雅蓝对极性分子具有吸引作用，会对甲醛、苯、氨、TVOC等极性污染分子优先吸附、锁定，使污染分子无法再向外释放。而吸收只是玛雅蓝除去污染分子的第一步，玛雅蓝中的光触媒成分可将甲醛、苯系物、TVOC等污染分子分解成氧气、二氧化碳、氮气、水等，然后继续吸收、分解、形成一个良性的循环，使用时间长、效果好。但是，现有的玛雅蓝发生催化的首要条件是太阳光，催化不稳定且效率低；其次，玛雅蓝在不稳定催化过程中自身容易被催化；再次，现有的玛雅蓝催化持久性不够。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种稳定性、催化持久性更好的石墨烯玛雅蓝材料的制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：

S1、将玛雅蓝加入到水中，在78-91℃温度下保温形成浆料，并在浆料中加入石墨烯混合得到石墨烯玛雅蓝浆料混合物；

S2、在惰性气体保护下将石墨烯玛雅蓝浆料混合物升温至850-960℃，保温3-10min，得到石墨烯玛雅蓝材料。

在上述的一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法中，所述制备方法在无光条件下进行。由于玛雅蓝自身见光分解，所以本发明优选在无光条件下制备石墨烯玛雅蓝材料。

在上述的一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法中，步骤S1中所述石墨烯玛雅蓝浆料混合物的组成成分及其质量百分比为：玛雅蓝：80-85％，石墨烯：1.8-2.2％，余量为水。

在上述的一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法中，所述玛雅蓝的组成成分及其质量百分比为：凹凸棒土：55-60％，海泡石：30-40％，电气石：3-8％，光触媒：1-3％。

在上述的一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法中，所述光触媒为纳米TiO₂。

在上述的一种石墨烯玛雅蓝材料的制备方法中，所述石墨烯为羟基石墨烯。进一步优选通过氧化-分散-还原得到的羟基石墨烯。由于普通石墨烯太稳定破坏其分子键太难，本发明优选的羟基石墨烯在一定程度上更容易与玛雅蓝发生化学反应，该羟基石墨烯边缘含有羟基，共价键修饰羟基为活性基团，在本发明的制备条件下可以与玛雅蓝当中的(Mg_XO_Y，Ti_XO_Z)发生氧化还原反应生成更为稳定、催化性能更持久的石墨烯玛雅蓝材料。

本发明另一个目的在于提供上述制备方法制成的石墨烯玛雅蓝材料，所述石墨烯玛雅蓝材料的通式为C_NMg_XTi_WO_(Y+Z-M/2)；