[发明专利]一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂及制备方法，属于空气净化技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂及制备方法。该方法通过将高比表面积的石墨烯复合活性炭置于凝胶前驱液中，在凝胶形成过程中均匀分散形成三维网络分布，团粒,隔绝空气碳化，制得石墨烯复合大颗粒净化剂,具有良好的吸附效果的同时使用寿命长，无需频繁更换；此外，将石墨烯、活性炭复合，可以发挥协同作用，使其具有良好的吸附气体的能力和更高的饱和吸附量。

技术领域

本发明涉及一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂及制备方法，属于空气净化技术领域。

背景技术

甲醛、二氧化硫、氨气、一氧化氮等气体是生活与工业污染中的污染气体。尤其，室内空气中甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物，冬天空气中的甲醛对人体的危害特别大，对眼、鼻、喉和皮肤等产生明显的刺激作用。近年来，为适应人们对空气质量的要求，市场上出现了各种类型的空气净化材料，目前国内外公认的空气净化方法主要是利用吸附法和静电法对污染物进行去除。其中，吸附法作为一种物理化学方法，以其成本低廉、脱除效率高、无二次污染、易再生等优势成为了研究的热点。众多吸附材料中，碳材料是一种应用最为广泛的吸附材料。而碳材料中的石墨烯，由于具备极高的比表面积，具有很强的吸附性，可用于空气净化领域。

基于其独特的二维单原子层结构，石墨烯具有超大的理论比表面积（2630m2g-1），有望作为高性能吸附材料。目前，出现了大量关于石墨烯用作吸附剂来进行空气净化的研究。

申请号为201711162025.1的发明专利公开了一种石墨烯空气净化材料及其制备方法，包括以下步骤：A)将水蒸气活化后的木质活性炭粉与碱混合，再经过活化后得到活性炭半成品；B)将上述步骤得到的活性炭半成品与碳酸钙晶须、氮源、石墨烯溶液再次混合后，并进行还原反应，得到石墨烯超级净化空气复合材料。该发明材料具有吸附有害气体和异味、抑菌、杀菌的作用，并且具有材料生产成本低、不存在污染的优点。

申请号为201710870094.1的发明专利公开了一种空气净化用石墨烯复合活性炭的制备方法，将活性炭颗粒进行烘干；将石墨烯溶液超声分散一段时间后，进行稀释，然后将活性炭颗粒加入石墨烯溶液中；将含有活性炭颗粒的石墨烯溶液进行烘干，得到石墨烯复合活性炭；将石墨烯复合活性炭放入冬氨酸水溶液中，充分搅拌后，静置两个小时；将石墨烯复合活性炭取出烘干，得到石墨烯复合活性炭成品。该发明所述方法简单、设备投入少、节省人力物力，制备出的石墨烯复合活性炭对空气中甲醛的吸附率高、吸附量大，成本低。

申请号为201710628396.8的发明专利公开了一种空气净化用石墨烯海绵及其制备方法，空气净化用石墨烯海绵：海绵上负载有纳米银掺杂石墨烯复合材料层，纳米银掺杂石墨烯复合材料层的厚度为0.2～1.5，其中纳米银掺杂石墨烯的质量占比为5～10％。本发明通过在海绵上负载纳米银-石墨烯复合材料，使海绵具有很强的疏水效果和吸附能力，且纳米银具有杀菌和抑菌作用，防止海绵上滋生细菌，对甲醛、二氧化硫、氨气、一氧化氮或二氧化碳等具有良好的吸附性能。同时本发明提供的制备石墨烯海绵的方法具有简单高效、成本低且无污染的优点。

以上均为石墨烯作为吸附剂在空气净化中的应用，然而，石墨烯纳米片层间较强的范德华力以及石墨烯的疏水性质使得石墨烯片层极易层层堆积，这类材料粒径太小，在实际使用中不方便，并且影响净化效果。例如上述的空气净化用石墨烯海绵材料，由质量份比为1∶5～20的石墨烯纳米片和碳纳米管组成三维网络结构，因其粒径的限制导致使用时易产生扬尘。如何合成高性能的石墨烯基吸附材料是石墨烯基吸附材料研究中的关键问题。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂及其制备方法。

本发明解决的第一个技术问题是提供一种用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂的制备方法。

本发明用于空气净化的石墨复合大颗粒净化剂的制备方法，包括如下步骤：