[发明专利]一种氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法，具体步骤包括：制备氧化石墨烯/二氧化硅复合物；将上述复合物、高分子聚合物溶解于溶剂中，制得纺丝溶液；制备氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳米膜过滤层材料；制备无纺布/氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳米膜过滤材料；再经烘干，得到氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜。本发明的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法，该制备方法制得的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜，具备良好的过滤、吸附效果，具有防PM2.5雾霾、释放负离子、低温远红外、抗菌抑菌、抗紫外线等功能。

技术领域

本发明涉及空气过滤技术领域，特别是涉及一种氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

近年来，我国汽车的拥有量迅猛增加及工业化的高速发展，导致空气质量恶化，雾霾天持续的时间越来越长，持续雾霾天气对人类健康及日常生活造成了极为严重的影响，并由此引发各种疾病，包括：哮喘、呼吸道感染、肺部感染等呼吸系统疾病，对人们的身体健康，特别是对儿童和老年人等免疫力较弱的群体，造成极其严重的影响。

城市有毒颗粒物来源：汽车尾气，使用柴油的车子是排放细颗粒物的“重犯”，使用汽油的小型车虽然排放的是气态污染物，比如氮氧化物等，但碰上雾天，也很容易转化为二次颗粒污染物，加重雾霾；工业生产排放的废气，比如冶金、窑炉与锅炉、机电制造业，还有大量汽修喷漆、建材生产窑炉燃烧排放的废气；建筑工地和道路交通产生的扬尘等，都会加重雾霾，PM2.5俗称雾霾，又称为细颗粒物，现已成为现社会阶段人们最为关注的指标之一，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重，因此，开发高性能的过滤材料是行之有效的措施之一。

静电纺丝法是化学纤维传统溶液干法纺丝和熔体纺丝的新发展，是当前纳米纤维等超细纤维制造最主要的方法。与传统的方法有着明显的不同，它将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电。这一技术的核心，是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形，当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流。然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化得到纤维状物质，因此这一过程称为静电纺丝。现有的静电纺纳米膜材料，尤其是静电纺纤维膜强度低，且制备高面密度的电纺膜缺乏经济性，因此使用单纯的纳米膜材料作为过滤材料使用时无法达到其最佳过滤效果且功能性差。此外，与常规非织造纤维滤料相比，静电纺纳米纤维膜为基材的过滤材料的机械强度很低，因此，将纳米纤维与非织造布复合，既可以保证滤料的机械强度及过滤性质，还可降低生产成本。

静电纺纳米纤维直径细、比表面积大，由这种纤维形成的非织造布表现出优良的吸附性能，可用作吸附媒质，包覆活性炭、生物杀灭剂等，用这些纤维应用于口罩或空气过滤膜，能够高效地过滤并降解空气中的有害气体。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明创新性地提出了一种氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法，该制备方法制得的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜，具备良好的过滤、吸附效果，具有防PM2.5雾霾、释放负离子、低温远红外、抗菌抑菌、抗紫外线等功能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物复合纳滤膜的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将无纺布基材平铺在内部接地的金属平板上，所述无纺布的面密度为30-75g/㎡；

（2）在反应容器中将氧化石墨烯、纳米二氧化硅按比例混合，在非中性条件下10-80℃搅拌反应1-15h，提取产物得到氧化石墨烯/二氧化硅复合物；

（3）将氧化石墨烯/二氧化硅复合物、高分子聚合物溶解于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到纺丝溶液，所述纺丝溶液的质量百分比浓度为0.5-20wt%；