[发明专利]石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网制备方法及其应用

说明书

本发明是石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网的制备方法及其应用。包括以下步骤：（1）石墨烯表面改性；（2）石墨烯/聚丙烯树脂复合母粒的制备；（3）石墨烯/聚丙烯熔喷非织造布滤网的制备。本发明提供一种石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网的制备方法及其应用，提高了截留效率和杀灭细菌功效，扩大了在空气过滤领域的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种非织造布过滤网，具体涉及一种石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网的制备方法。本发明还涉及所述石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网的应用。

技术背景

随着工业各个领域的快速发展，环境污染问题日益突出，逐步受到社会各方面的关注。近年来，空气污染加重，雾霾天气逐渐增多，空气中的微粒不仅对人体和设备造成损害，对一些需要无菌环境的操作也产生了严重的影响。因此，迫切需要去除空气中的微粒，提高空气清洁度。

目前普通的PP非织造布空气净化过滤网存在截留效率低、无法直接杀灭有害病菌等问题，限制了其在空气过滤领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网的制备方法及其应用，提高截留效率，杀灭细菌，扩大在空气过滤领域的应用范围。

本发明的技术方案如下：

石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网制备方法，其特征在于包括依次进行的如下步骤：

步骤一：石墨烯表面改性；

步骤二：制备石墨烯/聚丙烯树脂复合母粒；

步骤三：制备石墨烯/聚丙烯熔喷非织造布滤网；

所述步骤一包括：

（1）制备氧化石墨烯分散液：将氧化石墨烯加入去离子水中形成氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量分数为0.1% ~1%；

（2）制备联苯-4-羧酸改性还原氧化石墨烯：在N₂的保护下，将联苯-4-羧酸和氨水加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌形成均匀混合液；向混合液中加入还原剂反应；反应产物经过过滤后采用洗涤剂洗涤，获得联苯-4-羧酸改性还原氧化石墨烯；

（3）制备PANI纳米纤维接枝改性还原氧化石墨烯：将联苯-4-羧酸改性还原氧化石墨烯和苯胺加入到H₃PO₄溶液中进行搅拌、超声处理1~1.5h得到联苯-4-羧酸改性还原氧化石墨烯的H₃PO₄分散液；然后将2-氨基苯酚-4-磺酸和H₃PO₄溶液加入到联苯-4-羧酸改性还原氧化石墨烯的H₃PO₄分散液中，室温下搅拌；将合成产物过滤，洗涤，得到PANI纳米纤维接枝改性RGO；

所述步骤二包括：将制备的PANI纳米纤维接枝改性RGO分散在二甲苯中，先后使用乙醇和二甲苯作为洗涤剂洗涤；通过母粒-熔融复合法制备石墨烯/聚丙烯树脂复合母粒；

所述步骤三包括：对石墨烯/聚丙烯树脂复合母粒进行干燥处理，将石墨烯/聚丙烯树脂复合母粒进行进行挤出、熔融，经熔融形成的聚合物溶体，定量输送到喷头，再通过喷头挤出，在高压热气流的喷吹作用下形成超细纤维，依靠自身粘合或热加固形成非织造布。

优选地，所述步骤（1）中采用Hummers法或Brodie法或Staudenmaier法制备的氧化石墨烯。

优选地，所述步骤（2）中将PPD、氨水加入到氧化石墨烯分散液中，初次搅拌的条件为室温下搅拌6h，再次搅拌的条件为80℃下搅拌3h；PPD、氨水和石墨烯分散液的质量分数分别为1.4%，2.2%和96.4%。

优选地，所述步骤（2）中还原剂为水合肼，加入量为混合液质量的0.2~2%；反应温度为100℃，反应时间为1h。