[发明专利]一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料，其特征在于，过滤材料原料的重量份数分别为纤维100份、石墨烯5～20份、增稠剂0.1～3份、助留剂0.05～0.15份、增强剂0.5～3份、分散剂0.2～0.8份；

制备方法为：

(1)石墨烯分散液的制备

将分散剂与水按照一定比例混合分散均匀，边搅拌边加入石墨烯，然后超声分散至均匀，得到石墨烯分散液；

(2)纤维素纤维悬浮液的制备

纸浆纤维与水混合在疏解机中充分分散疏解，稀释后加入增稠剂，搅拌至混合均匀，得到稳定的纤维悬浮液；

(3)纤维素纤维石墨烯共混负载

按一定比例将制备好的石墨烯分散液加到制备好的纤维素纤维悬浮液中，搅拌至均匀，然后加入助留剂，继续搅拌使石墨烯充分负载到纤维的表面或内部；

(4)脱水成形

在石墨烯与纤维素纤维的共混液中加入增强剂，搅拌均匀稀释至浓度0.01～0.2％之间，然后经过真空条件下脱水、压榨、干燥后获得石墨烯纸基过滤材料；

其中，所述纤维包括针叶木浆、阔叶木浆、棉浆中的一种、两种或三种；

增稠剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素纳、聚丙烯酸酯中的一种、两种或三种；

助留剂为聚丙烯酰胺，分子量为200～400万；

增强剂为阳离子瓜尔胶、阳离子淀粉中的一种或两种的配合；

分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、木素磺酸盐中的一种、两种或三种。

2.根据权利要求1所述的一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料，其特征在于：所述石墨烯选用单层石墨烯或层数≤10的多层石墨烯，厚度≤15nm。

3.根据权利要求1所述的一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料，其特征在于：所述步骤(1)和(2)搅拌速度为400～600转/min，时间为20-60min；超声分散在50℃条件下超声分散1h。

4.根据权利要求1所述的一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料，其特征在于：所述的步骤(2)疏解浓度为3-5％，疏解后纸浆稀释至0.2～1.5％。

5.根据权利要求1所述的一种植物纤维负载石墨烯制备纸基空气过滤材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的两处搅拌作用搅拌转速均为60～90转/min，搅拌时间前后分别为10min和20min。