[发明专利]一种基于生物质蛋白系石墨烯纳米复合材料的空气净化装置

权利要求书

1.一种基于生物质蛋白系石墨烯纳米复合材料的空气净化装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体内从下到上依次设有净化腔、进气腔、多级过滤腔，各腔体间通过多孔板隔开，所述壳体的底部设有底座，所述壳体的顶部的设有净化气出口结构，所述净化气出口结构与多级过滤腔连通，所述净化腔内可拆卸的设有的石墨烯气凝胶网柱，所述石墨烯气凝胶网柱外为循环水腔体，所述循环水腔体的下部设有进水口，上部设有出水口；所述净化腔的底部设有驱动机座，所述驱动机座内设有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机轴通过传动轴轴连接设有转动座，所述转动座的顶部设有清理刷，所述清理刷围设在石墨烯气凝胶网柱的侧面；所述壳体的顶部还设有控制器，所述的控制器包括集成在pcb板上的第一控制电路和第二控制电路，所述的第一控制电路与第二控制电路电性连接，所述的第一控制电路还分别与驱动电路、选择电路、模数转换电路电性连接，所述的模数转换电路通过放大器电路与选择电路电性连接，所述的选择电路与传感器电性连接，传感器检测流体流速，所述的第二控制电路与输出电路电性连接，所述的第一控制电路通过通信电路连接上位机，所述的驱动电路直接与旋转驱动电机、吸气泵的泵吸电机、负压风机内的负压驱动电机电性连接，所述的驱动电路按照时序对旋转驱动电机、吸气泵的泵吸电机、负压风机内的负压驱动电机进行功率控制，所述的第一控制电路根据传感器信号动态调整驱动电路的输出信号；所述的清理刷包括形成倒立圆台内腔的壳体，所述的壳体上设置通孔，所述的壳体内壁固定洗刷层，所述的洗刷层包括刷毛和固定刷毛的透气布，所述的透气布的透孔以及通孔支持石墨烯气凝胶网柱外的杂质向外排出；所述石墨烯气凝胶网柱顶部对应第一多孔板，在第一多孔板的底部设有螺纹盖，所述墨烯气凝胶网柱的上部对应设有与螺纹盖相配合的内螺纹；所述多级过滤腔内包括从下到上依次设有的过滤棉和HEPA过滤纸；所述底座的底部设有移动滑轮；所述净化气出口结构包括底部设有的空气调节阀和顶部的出气筒，所述空气调节阀与出气筒通过轴承连接；

第一控制电路、第二控制电路采用单片机,单片机被配置根据传感器的检测到的流体流速动态调整驱动电路的信号以实现旋转驱动电机、吸气泵的泵吸电机、负压风机内的负压驱动电机的功率能够协同工作，并且具体：吸气泵的泵吸电机以及负压驱动电机的综合效能低于旋转驱动电机的效能，旋转驱动电机的效能低于水压对净化腔内的工作效能，这样就可以实现因为吸气泵的泵吸电机以及负压驱动电机工作的需要净化的空气能够有效获得净化并且保证旋转驱动电机工作驱动下的清理工作能够及时对上述空气净化的结果进行清理，还能够保证石墨烯气凝胶网柱外的杂质能够及时通过水压工作的水流排出，以此实现旋转驱动电机、吸气泵的泵吸电机、负压风机内的负压驱动电机的功率能够协同工作；所述循环水腔体内的一侧设有引气管，所述引气管的顶部贯穿连通到进气腔，所述引气管的中部设有吸气泵，所述吸气泵内固定有泵吸电机，所述引气管的底部的管部为多孔状；所述进气腔的内部设有负压风机，所述壳体对应负压风机进气一侧为网格状，所述负压风机内设置负压驱动电机。

2.如权利要求1所述的一种基于生物质蛋白系石墨烯纳米复合材料的空气净化装置，其特征在于，石墨烯气凝胶的制备方法如下：以生物质蛋白为模板制备三维立体石墨烯气凝胶，取分离好的生物质蛋白250mg放置在玻璃管中，向其中加入48mg抗坏血酸的水溶液，在磁力搅拌器中以1900rpm的转速进行打发至蛋白呈现白色胶体，在向其中加入24mg GO的水溶液、125mg尿素继续搅拌3min形成棕黄色凝胶，将该凝胶放入烘箱中，在85℃下还原30min形成部分还原的石墨烯水凝胶，然后将该水凝胶放在冰箱中-18℃下完全冷冻，室温解冻后，将部分还原的石墨烯水凝胶在85℃下继续还原7h后即可得到石墨烯水凝胶，将石墨烯水凝胶，冷冻干燥除去水凝胶中的水分，再通过高温管式炉800℃碳化，从而制备成三维大孔石墨烯气凝胶，向石墨烯水凝胶中加入适量KOH，180℃下水热处理2h后，冷冻干燥，高温碳化活化，从而制备成多级孔石墨烯气凝胶。

3.一种根据权利要求1所述的空气净化装置的基于生物质蛋白系石墨烯纳米复合材料的空气净化方法，其特征在于，包括步骤，石墨烯气凝胶网柱内放置的三维大孔石墨烯气凝胶吸附空气中的杂质，协同循环水洗，将空气吸附循环洗涤净化。

4.一种根据权利要求1所述的空气净化装置的旋转驱动电机、吸气泵的泵吸电机、负压风机内的负压驱动电机的功率协同工作的方法，包括步骤有：吸气泵的泵吸电机以及负压驱动电机的综合效能低于旋转驱动电机的效能，旋转驱动电机的效能低于水压对净化腔内的工作效能，保证旋转驱动电机工作驱动下的清理工作能够及时对上述空气净化的结果进行清理，能够保证石墨烯气凝胶网柱外的杂质能够及时通过水压工作的水流排出。