[发明专利]通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜及其制备方法，该过滤膜的原料包含改性石墨烯溶液、化学电镀铜液、酸碱调节剂以及铜网。该过滤膜的制备方法包含：步骤1，制备改性石墨烯溶液；步骤2，制备化学电镀铜液，并将其加入改性石墨烯溶液中，混匀；步骤3，使用纯铜做正极、铜网为负极，接通电源，正极形成铜离子，其与溶液中的铜离子及改性石墨烯游离到负极铜网经还原形成石墨烯复合铜网过滤膜；在反应过程中持续加入改性石墨烯溶液和化学电镀铜液。本发明制备的石墨烯过滤网具有优异的抗菌及过滤性能，可广泛应用作空气净化器、加湿器、净水器等净化设备滤网，有效阻挡有毒有害颗粒物，并能够有效抗菌，保护人体健康。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯铜网过滤膜及制备方法，具体地，涉及一种通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料，是本世纪最具颠覆性的新材料，石墨烯单原子层二维片状结构，使得石墨烯在许多方面具有奇特的性能，可用作超级电容和高效储能电池、超薄超轻航空航天材料、超韧超强防弹衣材料、新型医学材料、纳米传感器材料等等。目前，欧洲、美国、日本、中国等众多国家，都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发，我国已把石墨烯作为国家级重要战略材料。

铜网过滤膜是将铜线通过一定的编织方式，形成铜网，可以用于各种颗粒粉沫、瓷土及玻璃器印花的过滤液体、气体等。将石墨烯复合在铜网上，可以增加了铜复合过滤膜的抗菌性，扩展铜网的用途，具有较大的市场前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯铜网过滤膜及制备方法，该石墨烯过滤网具有优异的抗菌及过滤性能，可广泛应用作空气净化器、加湿器、净水器等净化设备滤网，有效阻挡有毒有害颗粒物，并能够有效抗菌，保护人体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的过滤膜的原料采用铜网以及改性石墨烯溶液、化学电镀铜液、酸碱调节剂；各溶液按质量百分比计其用量分别为：改性石墨烯溶液1％～10％，化学电镀铜液85％～95％，酸碱调节剂0.1％～5％。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的改性石墨烯溶液是将改性石墨烯粉体与分散剂加入去离子水中制备的。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的改性石墨烯是采用机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法中的任意一种方法制备的石墨烯或氧化石墨烯，与改性剂一起加入到去离子水中，上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，通过搅拌、超声，分散均匀，再将所得的浆料进行冷冻干燥，得到改性石墨烯粉体。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的改性石墨烯溶液中改性石墨烯的浓度为1～50mg/ml，分散剂的用量为溶液的0.1％～5％。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的分散剂包含聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮中的任意一种或多种。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的铜网为通过机械设备织造而成的平纹、斜纹结构铜网中的任意一种。

上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜，其中，所述的酸碱调节剂包含稀盐酸、稀硫酸、烧碱、碳酸钠、碳酸氢钠、碱式碳酸铜、氨水中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备改性石墨烯溶液；步骤2，制备化学电镀铜液，并将其加入步骤1所得的改性石墨烯溶液中，搅拌混合均匀；步骤3，在步骤2所得的混合溶液中，使用纯铜做正极、铜网为负极，接通电源，正极形成铜离子，其与溶液中的铜离子及改性石墨烯游离到负极铜网经还原形成石墨烯复合铜网过滤膜；根据反应速度，在反应过程中持续不断加入改性石墨烯溶液和化学电镀铜液。