[发明专利]一种燃料电池阴极空滤吸附滤材及其应用

权利要求书

1.一种燃料电池阴极空滤吸附滤材，由原纸基材表面涂布增强液得到，其特征在于，原纸基材由以下步骤制成：将纤维原料碎解后，加入吸附剂和助剂，搅拌后加入水调节混合浆料的固含量为0.2-1%，抄纸，抽吸脱水，得到原纸基材；增强液由增强剂和水按照质量比6-7：100混合而成，增强剂包括以下质量百分比的原料：碱改性剂5-20%、胶黏剂5-10%、吸附剂70-85%、改性石墨烯5-20%；

其中，吸附剂由以下步骤制成：

将活性炭纤维加入高锰酸钾溶液中超声振荡3h后静置36-72h，抽滤，滤饼洗涤干燥后，球磨过500目筛，得到吸附剂；

改性石墨烯由以下步骤制成：

步骤B1、将聚磷酸铵溶于无水乙醇中，升温至50℃，滴加正硅酸乙酯、氨水乙醇混合液，保温反应2h，干燥，得到微胶囊，将微胶囊分散于甲苯中，加入KH-550，60℃水浴下搅拌反应24h，然后离心，洗涤干燥，得到氨基微胶囊，将氨基微胶囊超声分散在去离子水中，加入氧化石墨烯分散液后转移至水热反应釜中，55℃下搅拌反应6h，离心，洗涤干燥，得到中间产物a；

步骤B2、将中间产物a加入乙醇溶液中，调节pH至9，加入硝酸铜和硝酸锰的混合溶液，室温条件下搅拌反应2h，过滤，滤饼于80℃下干燥至恒重，200℃下焙烧1h，得到中间产物b；

步骤B3、将中间产物b加入乙醇溶液中，加入含氮改性剂，搅拌反应8-12h，离心，洗涤，干燥，得到改性石墨烯；

含氮改性剂由以下步骤制成：

步骤C1、将二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷加入去离子水中，通入氮气，加入抗坏血酸，搅拌后加入过氧化氢溶液，再加入N-乙烯基吡咯烷酮，60℃下搅拌反应12h，后处理，得到吡咯基硅氧烷；

步骤C2、将季戊四醇和三氯氧磷混合，氮气保护下，60℃下搅拌1-1.5h，升温至105℃反应9-11h，后处理，得到磷酸酯酰氯；

步骤C3、将磷酸酯酰氯溶于DMF中，冰水浴条件下加入吡咯基硅氧烷，搅拌后升温至80℃保温反应6-8h，后处理，得到含氮改性剂。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极空滤吸附滤材，其特征在于，纤维原料、吸附剂和助剂的质量比为3.6-4.1：4.8-5.1：0.5-0.8，助剂由聚丙烯酰胺和聚酰胺环氧氯丙烷按照质量比1：1-3混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极空滤吸附滤材，其特征在于，纤维原料由增强纤维和木浆纤维按照质量比70-90：10-30组成，增强纤维由PET纤维、双熔点PET纤维、玻璃纤维按照质量比60-70：10：10-20组成。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极空滤吸附滤材，其特征在于，碱改性剂为氢氧化钾、氢氧化钠和碳酸氢钠中的一种或多种按照任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极空滤吸附滤材，其特征在于，步骤B1中氧化石墨烯分散液的质量浓度为3mg/mL，步骤B2中硝酸铜和硝酸锰的混合溶液为浓度0.25mol/L的硝酸铜溶液和浓度0.25mol/L的硝酸锰溶液按照体积比1：2混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极空滤吸附滤材在汽车滤清器中的应用。