[发明专利]一种石墨烯吸附海绵及装置

权利要求书

1.一种净化生活中油污气体和部分挥发性的有机物气体的方法，具有以下几个必要特征：

步骤一：油污气体和特殊挥发性的有机物气体被气体涌入装置通入反应器中，与石墨烯海绵筒充分接触而实现气体的净化，反应器中的石墨烯海绵筒为石墨烯泡沫或者负载有高效催化剂的石墨烯海绵与工业羊毛毡所制备的筒状物；

步骤二：通过向对石墨烯海绵筒内壁的清理以及通电加热实现使石墨烯海绵筒循环利用。

2.根据权利要求1所述的油气分离装置基本载体为石墨烯海绵筒，其构成特征在于，所述基于石墨烯海绵材料制备的油气分离滤芯由进气支架和石墨烯海绵圆筒共同组成；该方案具备以下几个不可或缺的基本特征：

（1）石墨烯海绵的制备：采用醇置换法来制备性能优越的石墨烯海绵；优选1000目的鳞片状石墨，通过改进的Hummers法制备得到氧化石墨，将氧化石墨经超声剥离得到氧化石墨烯溶液；后以乙二醇来置换石墨烯溶液中的水，制备得到浓度为1-15mg/ml氧化石墨烯的乙二醇分散液，此步骤确保乙二醇分散液中无水的存在；之后将溶液置于内衬有聚四氟乙烯的反应釜中与180℃作用24h，再用丙酮和水将反应后的乙醇逐渐缓慢地置换出来，冷冻干燥后在氮气氛围下经350℃煅烧即可的石墨烯海绵；

（2）吸油层的选取：石墨烯海绵圆筒填料为工业羊毛毡和石墨烯海绵填充物，或者是负载了多种催化剂的的石墨烯基物质，两种物质都能够吸附油状污染物；

（3）将吸油层根据反应器的尺寸卷成与之对应的筒状并固定成型，即为石墨烯海绵筒；

（4）将石墨烯海绵筒插入到反应器中，即构成整个反应装置。

3.如权利要求2所述的方法，对石墨烯海绵的离子化修饰或者以水热法制备石墨烯海绵复合物的特征在于可以对在制备海绵之前，或制备海绵之后进行；修饰基团根据需要选择，石墨烯海绵负载的活性成分可以是氧化锡、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、铂、金、铜、氧化铜、镉、氧化铬、硫化镉、锆、锡钛、硫化金属的一种或者几种组合。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于反应装置的内筒是以工业羊毛毡为筒壁，石墨烯海绵或者石墨烯基复合材料为内充填物的一个筒状物。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，油污气体或者挥发性有机物气体在通过石墨烯海绵筒时被吸附，石墨烯海绵内筒壁的污染物可以通过机械分离，石墨烯海绵筒吸附的物质可以通过通电加热的方式（根据石墨烯海绵或者石墨烯复合物的本身属性选择适宜的温度）实现石墨烯海绵筒的循环利用。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，挥发性的有机污染物和油气主要是指醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、芳香类物质、生活油污有机废气、树脂有机废气、漆雾有机废气、苯乙烯有机废气、添加剂有机废气等物质。

7.石墨烯海绵（循环使用前30次）的对有机物污染气体前的吸附效率大于90%。

8.反应器中的石墨烯海绵筒灵活放置于反应器中，根据使用情况更换或者再利用。