[发明专利]一种多功能石墨烯-膨润土猫砂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多功能石墨烯‑膨润土猫砂，属于宠物用品领域。该石墨烯‑膨润土猫砂由膨润土粉、凝结剂、石墨烯组成。该石墨烯‑膨润土猫砂吸水效果强，无粉尘，尤其是抗菌、除螨以及除臭效果极佳，而且遇水后结块强度大，便于清扫。

技术领域

本发明属于宠物用品领域，具体涉及一种多功能石墨烯-膨润土猫砂及其制备方法。

背景技术

猫砂是饲主为其饲养的猫用来掩埋粪便和尿液的物体，有较好的吸水性，一般会与猫砂盆(或称猫厕所)一并使用，将适量的猫砂倒于猫砂盆内，受过训练的猫当需要排泄时便会走进猫砂盆内排泄于其上面。一般猫砂是使用纸浆打成小颗粒状来模拟沙土并提供吸水性，也有使用硅胶等物理干燥剂的颗粒的。目前猫砂大多为结团猫砂，主要成分为膨润土，吸收到尿液或粪便后会结成一团，配合猫砂铲即可方便的清理。由于结团猫砂一般不会整体更换，所以对猫砂的抗菌除臭功能提出了较高要求。一般产品会通过添加抗菌剂、除臭剂以及防腐剂等化学产品来实现这一功能，然而化学的抗菌除臭剂本身有可能就有味道且有对宠物造成皮肤刺激的风险，此外抗菌除臭剂对环境也会造成一定污染。因此发明一种抗菌除臭效果且安全环保的猫砂具有极大的市场潜力。

石墨烯是由碳原子组成的二维单层层状材料。科学研究表明，石墨烯通过机械切割作用、包裹细胞、催化细胞化学反应等机理，能够高效的杀死细菌且不会产生抗药性，是一种优秀的抗菌剂。石墨烯本质是碳材料，不会对环境造成污染，也不会对动物皮肤造成伤害，是一种理想的抗菌添加剂。石墨烯单层二维结构也使其有着极大的比表面积，最高可达2600m²/g，可以很好的吸附异味。此外石墨烯高比表面积配合其极强的吸附能力可以吸附、包裹并杀死螨虫，有着明显的抑制螨虫生长的作用。因此石墨烯可以达到“一种添加，实现多种功能”的奇妙效果。然而石墨烯诸多功能与结构又存在着及其复杂的关系，例如石墨烯片径大小影响吸附能力，石墨烯含氧官能团种类以及比例影响对细菌的抗菌能力和猫砂结块的强度，这些因素之间又存在着相互影响制约的关系。因此要想得到性价比高，功能性强的石墨烯-膨润土猫砂并不能依靠简单的共混来实现，而是需要一定的理论支撑及复杂的实验来验证，尤其是目前石墨烯抗菌机理在学术界尚无定论，创新难度极大。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种环保、安全的具有抗菌、除臭、抑制螨虫多重功能的石墨烯-膨润土猫砂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种多功能石墨烯-膨润土猫砂，其特征在于，由膨润土颗粒和凝结剂组造粒而成，其中，所述膨润土颗粒外表面贴付有石墨烯片，所述石墨烯片的横向尺寸为4-8um，碳氧比为5～7；石墨烯的质量与膨润土的质量之比为0.05-1.5:100。

一种多功能石墨烯-膨润土猫砂的制备方法，按以下步骤进行：

(1)将膨润土粉末与石墨烯分散液均匀混合。

(2)将步骤1所得的混合分散液干燥、粉碎，得到石墨烯负载的膨润土粉末，石墨烯片贴付在膨润土颗粒外表面。

(3)将步骤2所得石墨烯负载的膨润土粉末与凝结剂置于造粒机中制成猫砂。

进一步地，所述石墨烯的质量与膨润土的质量之比为0.01-3:100。

进一步地，所述石墨烯横向尺寸大于1微米，碳氧比为2.5～10。

进一步地，所制得的猫砂直径4～6mm，长度6～8mm。

本发明的有益效果在于：(1)由于石墨烯兼具抗菌、除螨、抑菌多种功能，通过添加一种添加剂使普通猫砂具有多种高端猫砂所急需的功能，省去繁琐的抗菌配方，所得产品极具市场竞争力。(2)石墨烯对动物皮肤没有刺激性，对环境无污染，所得多功能猫砂不但效果明显，对动物及环境安全友好。(3)由于所用石墨烯含有一定的含氧官能团，在遇水后与凝结剂发生协同作用，使得凝结的猫砂块强度明显提升，使得在清理猫砂凝结快的时候不容易破损，大大提升了清理污染猫砂的方便程度，此为意想不到的效果。