[发明专利]一种石墨烯透气膜的制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯透气膜的制备方法，包括：在溶剂中加入分散剂B并搅拌均匀，先后加入石墨烯、酸化预处理的活性炭，并超声处理后经过洗涤、离心抽滤，并通过微波热处理后获得活性炭插层石墨烯粉末；将聚合单体采用去离子水配置一定浓度溶液，加入分散剂B、致孔剂后，再加入表面偶联处理的活性炭插层石墨烯粉末，经超声分散处理获得活性炭插层石墨烯悬浮液；将该悬浮液升温至42‑85℃，然后加入交联剂、引发剂引发聚合，再通过造粒或粉碎工艺以及干燥处理获得壳核型活性炭插层石墨烯；将壳核型活性炭插层石墨烯与无机填料、PE、助剂进行配料、搅拌，通过螺杆挤出机熔融塑化、流延成型、拉伸、电晕、切边等工艺处理后获得石墨烯透气膜成品。

技术领域

本发明涉及一次性卫生材料技术领域，特别涉及一种石墨烯透气膜的制备方法。

背景技术

石墨烯(graphene) 是指紧密堆积成二维蜂窝状结构的单层碳原子，它是构建其它维数碳材料( 如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨) 的基本单元。单层石墨烯具有大的比表面积、优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数。尤其是其高导电性质、大的比表面性质和其单分子层二维纳米尺度的结构性质，可在燃料电池的双极板、超级电容器和锂离子电池等中用作电极材料。

此外，研究人员在以往的研究中心发现石墨烯具有一定的抗菌性能，例如在《美国化学会-纳米》（ACS-Nano，2010年第4卷4317页）报道了一种由氧化石墨烯还原的石墨烯纸具有一定的抗菌性能，随后出现一系列的具有较好抗菌性能的石墨烯/银纳米复合抗菌材料，但是，由于纳米银呈颗粒状，粒度为纳米级别，往往只能聚集在石墨烯的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响抗菌效果；同时，纳米银与石墨烯无法紧密结合，特别是但纳米银颗粒含量增加时，容易发生团聚现象，在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。

在以往的研究中发现石墨烯具有一定的抗菌性能，随后出现一系列的具有较好抗菌性能的石墨烯/ 银纳米复合抗菌材料，研究发现此类材料在制备的工艺均具有一定的复杂性或者使用效果具有一定的局限性。一些研究选取二氧化钛进行协同促进石墨烯/ 银的抗菌性能，这是利用二氧化钛光催化材料的较高的光催化活性、无毒性、化学性质稳定、抗光腐蚀性能强等技术特点，以往研究中已有大量的报道证明二氧化钛能用于环境保护领域中( 如：空气净化，水的灭菌消毒等)。

为了扩大石墨烯的应用范围，研究者开始了对石墨烯进行表面修饰和活化的研究，如制备多孔石墨烯以提高石墨烯的比表面积，多孔石墨烯是在石墨烯的片层中通过物理或化学的方法制造一些具有纳米尺寸的孔洞，这种结构使得石墨烯在作为能源、催化或吸收材料时不仅具有较高的比表面积，而且还有很好的传质效应，充分发挥了二维纳米片层材料的优势。由此可见，多孔石墨烯不但具有和石墨烯类似的性质, 而且具有更大的比表面积, 存在分散均匀的纳米孔, 显著的边缘效应，从而在气体分离膜、水处理、锂离子电池、电化学催化方面存在潜在的应用，进而引起研究者广泛关注。例如：Yi Lin 等(Nanoscale,2013,5,7814) 利用Ag 纳米颗粒在空气中的催化氧化在石墨烯表面刻蚀出孔。又如采用氢氧化钾对石墨烯在高温和惰性气氛下进行化学活化，从而得到具有大比表面积且孔径范围0.5-5nm的多孔石墨烯。

由此可见，现有技术中石墨烯的开发热点为：1）利用石墨烯抗菌性能，将含有活性基团的物质作为还原剂，如多酚类化合物的酚羟基等与氧化石墨烯中环氧基团、羟基等含氧基团发生亲核反应对氧化石墨烯进行还原，以克服氧化石墨烯虽亲水但由于片层之间的“π-π”键以及范德华力的作用导致不易分散而易团聚的缺陷。2）通过表面修饰和活化获得多孔石墨烯高比表面积的石墨烯，主要用于提高电容器、电池的性能，或作为催化剂载体，提高催化性能。

综上所述，目前石墨烯在透气膜中的应用技术研究较少，还未查询到相关的现有技术文献。本发明提供一种石墨烯透气膜的制备方法，获得具有优异透气性能的石墨烯透气膜。

发明内容