[发明专利]石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的过滤材料的原料包含：HEPA过滤网、石墨烯碳酸酐酶溶液、粘合剂；所述的石墨烯碳酸酐酶溶液的原料包含碳酸酐酶、改性石墨烯粉体、稀释缓冲液、交联剂。

2.如权利要求1所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的石墨烯碳酸酐酶溶液按重量份数计包含改性石墨烯粉体0.1-1份，碳酸酐酶0.1-0.5份，交联剂0.1-1份，余量为稀释缓冲液；所述的交联剂为双元醛交联剂。

3.如权利要求2所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的稀释缓冲液在每100ml中包含15-30mM的Tris-HCl缓冲液，还包含1-5mM的MgCl₂、1-5mM的NaCl，余量为蛋白复性稀释液。

4.如权利要求2所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的改性石墨烯粉体选自氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、氨基化合物改性氧化石墨烯、溴代烷烃改性石墨烯、氨基化合物改性石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮改性石墨烯、聚乙烯醇改性石墨烯中的任意一种或多种的组合。

5.如权利要求1所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的HEPA过滤网的材料选自PP滤纸、玻璃纤维、复合PP-PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维中的任意一种。

6.如权利要求1所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料，其特征在于，所述的粘合剂选自阿拉伯胶、海藻酸、磷酸钙、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、糊精、葡萄糖结合剂、纤基乙酸钠、预胶凝淀粉、甘氨酸、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、玉米蛋白、山梨糖醇、麦芽糖、液体葡萄糖、聚乙烯醇、明胶、瓜尔胶、可压缩糖、硅酸铝镁、麦芽糊精、聚维酮、海藻酸钠、直链淀粉、膨润土、磷酸氢二钠、磷酸二钠、焦亚硫酸二钠中的任意一种或多种的组合。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：

步骤1，制备改性石墨烯粉体：按比例称取适量石墨烯粉体溶解于去离子水与乙醇混合溶液中，经过超声分散制备石墨烯均匀分散液，再加入硅烷偶联剂，加热回流，最后将溶剂蒸发获得的糊状产物用去离子水与无水乙醇进行冲洗抽滤并真空烘干，制得改性石墨烯粉体；

步骤2，制备稀释缓冲液：按照配比称取适量的Tris-HCl缓冲液、MgCl₂、NaCl溶解于蛋白复性稀释液中，制得稀释缓冲液；

步骤3，按照配比称取适量的改性石墨烯粉体与步骤2中制备的稀释缓冲液混合，经过超声分散，使得改性石墨烯均匀分散在稀释缓冲液中，调节PH值，最后加入适量的碳酸酐酶与双元醛类交联剂，搅拌活化，制备出改性石墨烯碳酸酐酶溶液；

步骤4，在步骤3制备的石墨烯碳酸酐酶溶液中加入粘合剂，搅拌，制备出石墨烯碳酸酐酶涂覆浆料，再用该浆料对HEPA网进行浸泡与涂覆，烘干，制备出含有石墨烯、碳酸酐酶的复合过滤材料。

8.如权利要求7所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中是经过超声分散制备出质量分数为0.01-1％的石墨烯均匀分散液，再加入质量分数为0.01-1％的硅烷偶联剂，在60-100℃的反应条件下回流10-24h；所述的硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的任意一种或多种的组合。

9.如权利要求7所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中是用盐酸调节PH值到6.0-9.0，最后加入适量的碳酸酐酶与双元醛类交联剂，在20-40℃条件下搅拌活化0.5-3h。

10.如权利要求7所述的石墨烯复合碳酸酐酶吸附二氧化碳的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中是在20-40℃下搅拌0.5-2h制备出石墨烯碳酸酐酶涂覆浆料，再利用该浆料对HEPA网进行浸泡与涂覆，低温30-60℃烘干。