一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法和应用，碳包中包括含有负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭、中药抗菌剂和硅藻土，负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备如下：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，浓硫酸磺化，过滤，纯水洗涤，制得磺化的氧化石墨烯；称取磷酸二氧化钛纳米粉，加入NaOH溶液，高温下制得磷酸二氧化钛纳米带，加入均匀分散在去离子水中的磺化的氧化石墨烯，过滤，得到磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物；将磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物加入盐酸中，分散均匀，加入活性炭，搅拌，过滤，烘干，即得。本发明专利技术碳包彻底将甲醛分子氧化分解，可循环使用，高效且经济环保。

Preparation and application of a formaldehyde encapsulated graphene carbon package

The invention provides a preparation method and application of carbon envelope for removing formaldehyde graphene. The carbon envelope includes activated carbon containing loaded titanium dioxide phosphate and graphene oxide nanocomposite, antimicrobial agent of traditional Chinese medicine and diatomite. The preparation of activated carbon loaded with titanium dioxide phosphate and graphene oxide nanocomposite is as follows: Graphene oxide was prepared by mmers method, sulfonated with concentrated sulfuric acid, filtered, washed with pure water, and then sulfonated graphene oxide was prepared. Titanium phosphate nanoparticles were weighed and added into NaOH solution to prepare titanium phosphate nanoribbons at high temperature. Sulfonated graphene oxide dispersed uniformly in deionized water was added and filtered to obtain phosphoric acid dibasic. Titanium oxide and graphene oxide nanocomposites; Titanium phosphate and graphene oxide nanocomposites were added into hydrochloric acid, dispersed evenly, and activated carbon was added, stirred, filtered and dried. The carbon package thoroughly oxidizes and decomposes formaldehyde molecules, which can be recycled, and is efficient, economical and environment-friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法及应用
本专利技术涉及空气净化
，具体涉及一种除甲醛石墨烯碳包。
技术介绍
甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明，甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。其浓度在每立方米空气中达到0.06-0.07mg/立方米时，儿童就会发生轻微气喘。当室内空气中甲醛含量为0.1mg/立方米时，就有异味和不适感；达到0.5mg/立方米时，可刺激眼睛，引起流泪；达0.6mg/立方米，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；达到30mg/立方米时，会立即致人死亡。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。据相关资料统计显示：人类有69％的病症与室内环境有关，我国每年有13万人死于室内污染，90％以上的幼儿白血病患者都是住进新装修房一年内患病的。商业化的去除甲醛手段有两种基本方法，一是物理吸附，二是化学分解，要么两者兼而有之。物理吸附利用吸附填料的表面结构吸收环境中释放出来的游离态甲醛，目前国际流行的吸附填料，包括活性炭、硅藻土、麦饭石等。同物理吸附相比，化学分解对甲醛等有害气体的处理方式更加彻底。同样是通过添加能够化学分解甲醛的化学助剂添加剂的形式，确保起到捕捉甲醛，吸收分解成无害组分的作用。目前我们可以找到更多的是各种触媒添加剂，包括银离子触媒、负离子触媒、光触媒等不同触媒材料。如果能把物理和化学的方式结合起来，去除甲醛的效果就会更加出色。吸附和分解相辅进行，取长补短，环保效果会更加明显。磷酸二氧化钛是一种纳米级的络合物，主要在有光或无光的条件下催化空气里的水和氧气发生氧化还原反应产生具有强氧化的氢氧自由基和氧离子，导致有机化合物气体之间的结合断裂，将其分解成无害的二氧化碳和水并长期释放负离子。可以有效分解甲醛、苯、氨、TVOC等有机化合物，对环境无二次污染。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法，并提供一种除甲醛石墨烯碳包的应用，该碳包主要含有负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭，能够彻底将负载的甲醛分子氧化成二氧化碳和水，循环使用，高效且经济环保。2、一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法，其特征在于，碳包中包括含有负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭、中药抗菌剂和硅藻土，所述负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备包括如下步骤：(1)磺化的氧化石墨烯制备：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，加入浓硫酸磺化16小时，过滤，并用大量纯水将氧化石墨烯表面洗至pH为6左右，制得磺化的氧化石墨烯；(2)磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的制备：称取磷酸二氧化钛纳米粉，加入含有NaOH溶液中，于210℃下反应8h后制得磷酸二氧化钛纳米带，加入超声均匀分散在去离子水中的步骤(1)制备的磺化的氧化石墨烯，160-180℃反应24-26h，冷却至室温，过滤，洗涤固体，得到磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物；(3)负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备：将步骤(2)制备的磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物加入盐酸溶液浸泡，超声分散均匀，继续加入活性炭，剧烈搅拌2h，过滤，将活性炭烘干，得到负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭。作为本专利技术进一步的改进，中药抗菌剂由以下重量份的原料提取制备而成：黄连15-20份、黄柏15-20份、白芷15-20份、知母10-15份、连翘10-15份、麦冬5-7份、甘草2-5份。作为本专利技术进一步的改进，NaOH的物质的量浓度为10mol/L。作为本专利技术进一步的改进，HCL的物质的量浓度为2mol/L。作为本专利技术进一步的改进，超声条件为700W超声1h。作为本专利技术进一步的改进，烘干条件为60℃烘干2h。作为本专利技术进一步的改进，磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物与盐酸的重量比为0.01:1。作为本专利技术进一步的改进，活性炭与盐酸的重量比为1:1.5。本专利技术进一步保护一种由上述方法制备的除甲醛石墨烯碳包。本专利技术进一步保护一种上述除甲醛石墨烯碳包的应用。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术将磷酸二氧化钛络合物与氧化石墨烯共价结合形成纳米复合物，具有很好的催化氧化甲醛的作用；2、活性炭的多孔结构能吸附大量的甲醛分子，本专利技术将磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物负载在活性炭上，能够增大甲醛分子与磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的接触面积，增加反应速率和反应程度，彻底将负载的甲醛分子氧化成二氧化碳和水；3、本专利技术制备的除甲醛石墨烯碳包将甲醛完全分解成二氧化碳和水，使用过一段时间后将碳包暴晒除去产生的水分，可以循环使用，高效且经济环保。附图说明图1为负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备工艺图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本专利技术的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本专利技术的保护范围。实施例1负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备按照以下步骤进行：(1)磺化的氧化石墨烯制备：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，加入浓硫酸磺化16小时，过滤，并用大量纯水将氧化石墨烯表面洗至pH为6左右，制得磺化的氧化石墨烯；(2)磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的制备：称取1g磷酸二氧化钛纳米粉，加入20mol/LNaOH溶液中，于210℃下反应8h后制得磷酸二氧化钛纳米带，加入500W超声2h，均匀分散在去离子水中的步骤(1)制备的磺化的氧化石墨烯，160℃反应24h，冷却至室温，过滤，洗涤固体，得到磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物；(3)负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备：将1g步骤(2)制备的磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物加入200mL5mol/L盐酸溶液浸泡，500W超声2h，分散均匀，继续加入100g活性炭，剧烈搅拌2h，过滤，将活性炭70℃烘干5h，得到负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭，得率为72％。实施例2负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备按照以下步骤进行：(1)磺化的氧化石墨烯制备：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，加入浓硫酸磺化16小时，过滤，并用大量纯水将氧化石墨烯表面洗至pH为6左右，制得磺化的氧化石墨烯；(2)磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的制备：称取1g磷酸二氧化钛纳米粉，加入10mol/LNaOH溶液中，于210℃下反应8h后制得磷酸二氧化钛纳米带，加入700W超声1h，均匀分散在去离子水中的步骤(1)制备的磺化的氧化石墨烯，180℃反应25h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法，其特征在于，碳包中包括含有负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭、中药抗菌剂和硅藻土，所述负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备包括如下步骤：(1)磺化的氧化石墨烯制备：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，加入浓硫酸磺化16小时，过滤，并用大量纯水将氧化石墨烯表面洗至pH为6左右，制得磺化的氧化石墨烯；(2)磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的制备：称取磷酸二氧化钛纳米粉，加入含有NaOH溶液中，于210℃下反应8h后制得磷酸二氧化钛纳米带，加入超声均匀分散在去离子水中的步骤(1)制备的磺化的氧化石墨烯，160‑180℃反应24‑26h，冷却至室温，过滤，洗涤固体，得到磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物；(3)负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备：将步骤(2)制备的磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物加入盐酸溶液浸泡，超声分散均匀，继续加入活性炭，剧烈搅拌2h，过滤，将活性炭烘干，得到负载磷酸二氧化钛‑氧化石墨烯纳米复合物的活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种除甲醛石墨烯碳包的制备方法，其特征在于，碳包中包括含有负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭、中药抗菌剂和硅藻土，所述负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备包括如下步骤：(1)磺化的氧化石墨烯制备：采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，加入浓硫酸磺化16小时，过滤，并用大量纯水将氧化石墨烯表面洗至pH为6左右，制得磺化的氧化石墨烯；(2)磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的制备：称取磷酸二氧化钛纳米粉，加入含有NaOH溶液中，于210℃下反应8h后制得磷酸二氧化钛纳米带，加入超声均匀分散在去离子水中的步骤(1)制备的磺化的氧化石墨烯，160-180℃反应24-26h，冷却至室温，过滤，洗涤固体，得到磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物；(3)负载磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物的活性炭的制备：将步骤(2)制备的磷酸二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合物加入盐酸溶液浸泡，超声分散均匀，继续加入活性炭，剧烈搅拌2h，过滤，将活性炭烘干，得到负载磷酸二氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立春，冷静，宋策，肖健，蒋敏捷，于丽，
申请(专利权)人：广西中医药大学，
类型：发明
国别省市：广西,45