一种空气净化用石墨烯海绵材料制造技术

本发明专利技术提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25‑35份；二氧化钛，重量份为12‑20；纳米氧化锆，重量份为5‑20；硅酸钠，重量份为10‑15；石母粉，重量份为6‑9；羟丙基甲基纤维素，重量份为1‑4；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2‑5；羟甲基淀粉，重量份为1‑3；滑石粉，重量份为2‑5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2‑3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2‑4；三氧化二铁，重量份为2‑3；纳米二氧化硅，重量份为1‑3。本发明专利技术石墨烯海面材料采用氧化石墨烯的水溶液作为原料，得到了含有丰富孔结构的三维材料，控制石墨烯海绵的表面性质以及孔结构。该石墨烯海绵对有害气体甲醛、二氧化硫、氨气、二氧化碳等气体显示出良好的吸附性能。

A kind of graphene sponge material for air purification

The invention provides a graphene sponge material for air purification, which is composed of graphene nanosheet with a weight of 25_35, titanium dioxide with a weight of 12_20, nano zirconia with a weight of 5_20, sodium silicate with a weight of 10_15, mother stone powder with a weight of 6_9, and hydroxypropyl methyl methyl. Base cellulose, 1_4 by weight; polyacrylonitrile carbon fiber, 2_5 by weight; hydroxymethyl starch, 1_3 by weight; talc, 2_5 by weight; hexanediol diacrylate, 2_3 by weight; epoxy nano-silica, 2_4 by weight; ferric oxide, 2_3 by weight; nano-silica The weight is 1 3. The graphene sea surface material of the invention adopts the aqueous solution of graphene oxide as the raw material, obtains the three-dimensional material with rich pore structure, and controls the surface property and pore structure of the graphene sponge. The graphene sponge shows good adsorption properties for harmful gases such as formaldehyde, sulfur dioxide, ammonia and carbon dioxide.

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化用石墨烯海绵材料
本专利技术涉及环保科技
，尤其涉及一种空气净化用石墨烯海绵材料。
技术介绍
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。吸附法作为一种物理化学方法，是空气净化中的一种重要方法之一，具备成本低廉、脱除效率高、无二次污染、易再生等优势。众多吸附材料中，碳材料是一种应用最为广泛的吸附材料。凭借优异的力学、热学及电学性能，石墨烯凭借其优异的力学、热学及电学性能使其具有十分广阔的应用前景。与薄膜状、粉末状的石墨烯比，海绵状石墨烯不仅在微观上具有纳米材料的本质特征，而且在宏观上又表现出多孔材料的固有性能。海绵状石墨烯具有更大的比表面积和表面性能、更高的孔隙率及更疏松的表面结构，在水处理、空气净化、催化剂载体等领域具有更大的应用价值。现有的海绵状石墨烯主要采用以下三种制备方法：氧化石墨法，把高浓度的氧化石墨烯置于180℃的水热环境中便得到还原型石墨烯水凝胶，或将还原剂如NaHSO4、Na2S、抗坏血酸等放入高浓度的石墨溶液中，在低温低压下制得；化学气相沉积法，Chen等用化学气相沉积法在模板上沉积得到石墨烯海绵材料，该法包括把CH4在常压条件下加热到1000℃，石墨烯薄膜在三维泡沫镍的模板上沉积，一层PMMA薄膜随即沉积在石墨烯薄膜表面。当泡沫Ni用盐酸等溶液腐蚀后，用热的C3H6O去除掉PMMA薄膜；有机溶胶凝胶法，超轻的石墨烯气凝胶可以通过把氧化石墨烯加入到间苯二酚与HCHO的溶液中，在NaCO3催化作用下的溶胶凝胶聚合，然后在高温下裂解制备得到。这种石墨烯气凝胶的导电率是1.0S/cm，比表面积在584m2/g，所以这种材料非常适合用于能量储存方面的应用。近年来，石墨烯海绵的制备与应用越来越引起广泛的关注，也取得了长足的进步，但也存在以下问题：1)需要更深入的了解其形成机理，以制备出孔隙、形状等可控的石墨烯海绵材料；2)需进一步提升比表面积。从微观上讲，理想的石墨烯海绵最好由单层的石墨烯片组成，但现有方法无法满足该需求；3)要进一步探讨石墨烯海绵表面功能化的可行性。表面功能化对超级电容器、微生物燃料电池等均有很好的促进作用。因此需要提供一种制备简单、低成本低廉、性能优异的石墨烯海绵材料及其制备方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25-35份；二氧化钛，重量份为12-20；纳米氧化锆，重量份为5-20；硅酸钠，重量份为10-15；石母粉，重量份为6-9；羟丙基甲基纤维素，重量份为1-4；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2-5；羟甲基淀粉，重量份为1-3；滑石粉，重量份为2-5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2-3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2-4；三氧化二铁，重量份为2-3；纳米二氧化硅，重量份为1-3。进一步地，所述空气净化用石墨烯海绵材料由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25-29份；二氧化钛，重量份为14-16；纳米氧化锆，重量份为6-10；硅酸钠，重量份为12-13；石母粉，重量份为6.5-7.5；羟丙基甲基纤维素，重量份为1-2；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2-3；羟甲基淀粉，重量份为1.5-2.5；滑石粉，重量份为3.5-4；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2.5-3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2.5-3.5；三氧化二铁，重量份为2-2.5；纳米二氧化硅，重量份为1.5-2。进一步地，所述空气净化用石墨烯海绵材料由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为26份；二氧化钛，重量份为15；纳米氧化锆，重量份为8；硅酸钠，重量份为12.5；石母粉，重量份为7；羟丙基甲基纤维素，重量份为1.5；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2.5；羟甲基淀粉，重量份为2；滑石粉，重量份为3.5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2.5；环氧纳米二氧化硅，重量份为3；三氧化二铁，重量份为2.2；纳米二氧化硅，重量份为1.8。进一步地，所述空气净化用石墨烯海绵材料由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为32-34份；二氧化钛，重量份为18-20；纳米氧化锆，重量份为12-16；硅酸钠，重量份为14-15；石母粉，重量份为8-9；羟丙基甲基纤维素，重量份为3-4；聚丙烯腈碳纤维，重量份为4-5；羟甲基淀粉，重量份为2.5-3；滑石粉，重量份为4-5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2-2.5；环氧纳米二氧化硅，重量份为3.5-4；三氧化二铁，重量份为2.5-3；纳米二氧化硅，重量份为2-3。进一步地，所述空气净化用石墨烯海绵材料还包括重量份为6-10的聚合物纤维。进一步地，所述聚合物纤维的纤度为10-14dtex。进一步地，所述聚合物纤维的直径为50-90nm。进一步地，所述空气净化用石墨烯海绵材料还包括重量份为1-3的聚乙烯醇。本专利技术提供的石墨烯海面材料采用不同尺寸氧化石墨烯的水溶液作为原料，得到了含有丰富孔结构的三维材料，控制石墨烯海绵的表面性质以及孔结构。该石墨烯海绵对有害气体甲醛、二氧化硫、氨气、一氧化氮、二氧化碳等气体显示出良好的吸附性能。根据下文对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。具体实施方式实施例1：本专利技术实施例提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为35份；二氧化钛，重量份为20；纳米氧化锆，重量份为5；硅酸钠，重量份为10；石母粉，重量份为6；羟丙基甲基纤维素，重量份为1；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2；羟甲基淀粉，重量份为3；滑石粉，重量份为5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为3；环氧纳米二氧化硅，重量份为4；三氧化二铁，重量份为2；纳米二氧化硅，重量份为1。实施例2：本专利技术实施例提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为29份；二氧化钛，重量份为14；纳米氧化锆，重量份为10；硅酸钠，重量份为12；石母粉，重量份为7.5；羟丙基甲基纤维素，重量份为2；聚丙烯腈碳纤维，重量份为3；羟甲基淀粉，重量份为2.5；滑石粉，重量份为4；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2.5；环氧纳米二氧化硅，重量份为2.5；三氧化二铁，重量份为2；纳米二氧化硅，重量份为1.5。实施例3：本专利技术实施例提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25份；二氧化钛，重量份为16；纳米氧化锆，重量份为6；硅酸钠，重量份为13；石母粉，重量份为6.5；羟丙基甲基纤维素，重量份为1；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2；羟甲基淀粉，重量份为1.5；滑石粉，重量份为3.5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为3；环氧纳米二氧化硅，重量份为3.5；三氧化二铁，重量份为2.5；纳米二氧化硅，重量份为2。实施例4：本专利技术实施例提供了一种空气净化用石墨烯海绵材料，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为26份；二氧化钛，重量份为15；纳米氧化锆，重量份为8；硅酸钠，重量份为12.5；石母粉，重量份为7；羟丙基甲基纤维素，重量份为1.5；聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气净化用石墨烯海绵材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25‑35份；二氧化钛，重量份为12‑20；纳米氧化锆，重量份为5‑20；硅酸钠，重量份为10‑15；石母粉，重量份为6‑9；羟丙基甲基纤维素，重量份为1‑4；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2‑5；羟甲基淀粉，重量份为1‑3；滑石粉，重量份为2‑5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2‑3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2‑4；三氧化二铁，重量份为2‑3；纳米二氧化硅，重量份为1‑3。

【技术特征摘要】
1.一种空气净化用石墨烯海绵材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25-35份；二氧化钛，重量份为12-20；纳米氧化锆，重量份为5-20；硅酸钠，重量份为10-15；石母粉，重量份为6-9；羟丙基甲基纤维素，重量份为1-4；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2-5；羟甲基淀粉，重量份为1-3；滑石粉，重量份为2-5；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2-3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2-4；三氧化二铁，重量份为2-3；纳米二氧化硅，重量份为1-3。2.根据权利要求1所述的空气净化用石墨烯海绵材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为25-29份；二氧化钛，重量份为14-16；纳米氧化锆，重量份为6-10；硅酸钠，重量份为12-13；石母粉，重量份为6.5-7.5；羟丙基甲基纤维素，重量份为1-2；聚丙烯腈碳纤维，重量份为2-3；羟甲基淀粉，重量份为1.5-2.5；滑石粉，重量份为3.5-4；己二醇二丙烯酸酯，重量份为2.5-3；环氧纳米二氧化硅，重量份为2.5-3.5；三氧化二铁，重量份为2-2.5；纳米二氧化硅，重量份为1.5-2。3.根据权利要求1所述的空气净化用石墨烯海绵材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：石墨烯纳米片，重量份为26份；二氧化钛，重量份为15；纳米氧化锆，重量份为8；硅酸钠，重量份为12.5；石母粉，重量份为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚坤，
申请(专利权)人：佛山市日日圣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44