[发明专利]一种石墨烯生物硅藻海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及海绵技术领域，具体涉及一种石墨烯生物硅藻海绵及其制备方法。

背景技术

海绵是一种多孔材料，因其具有高回复弹力，慢恢复弹力的性能，人们常用在沙发、床垫、服装、汽车、清洁用品和过滤上，用途非常广范。石墨烯是已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，常温下具有非同寻常的导电性能、导热性能、波感、磁感、温感和光感性能。除此之外，石墨烯特有的对有机物和重金属的吸附亲密性对水处理和污水处理行业有着重要利用价值。

生物硅藻是一种生物成因的硅质沉积岩，其化学成分以SiO₂为主，可用SiO₂·nH₂O表示，矿物成分为蛋白石及其变种。硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成，它具有一些独特的性能，如:多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、化学稳定性、亲水性、生物相容性、生物可降解性、吸附性能强，容重轻和吸油率115％，是一种无毒、无污染的材料，在空气净化、水处理、养殖业、水产业等应用领域非常广。现有的技术中没有将硅藻土以及石墨烯同时添加到海绵的配方中以使其具有可以应用到空气净化和水处理的任何文献记载。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种石墨烯生物硅藻海绵及其制备方法。

本发明的技术方案为：

一种石墨烯生物硅藻海绵，包括以下组分：聚醚多元醇、接枝聚醚、A-1催化剂、A-33催化剂、硅油、石墨烯、硅藻土、辛酸亚丁基锡、甲苯二异氰酸脂。

进一步的，包括以下重量份的各组分：聚醚多元醇60-80份、接枝聚醚20-40份、A-1催化剂0.05-0.2份、A-33催化剂0.2-0.4份、硅油1-2份、石墨烯3-15份、硅藻土200-240份、辛酸亚丁基锡0.1-0.2份、甲苯二异氰酸脂40-50份。

进一步的，包括以下重量份的各组分：聚醚多元醇70份、接枝聚醚30份、A-1催化剂0.1份、A-33催化剂0.3份、硅油1.5份、石墨烯4份、硅藻土220份、辛酸亚丁基锡0.15份、甲苯二异氰酸脂45份。

进一步的，包括以下重量份的各组分：聚醚多元醇70份、接枝聚醚30份、A-1催化剂0.1份、A-33催化剂0.3份、硅油1.5份、石墨烯12份、硅藻土220份、辛酸亚丁基锡0.15份、甲苯二异氰酸脂45份。

进一步的，所述石墨烯为含固量5％浓度的氧化石墨烯液体。

进一步的，所述硅藻土为含硅成分85％以上的天然硅藻土经过焙烧处理后的硅藻土粉。

进一步的，所述硅油为硅油L5810。

进一步的，所述甲苯二异氰酸脂为TOI甲苯二异氰酸脂。

一种石墨烯生物硅藻海绵的制备方法，包括如下步骤：

1)在球磨搅拌机中加入硅藻土和石墨烯后进行搅拌2-3h；

2)将步骤1)中硅藻土和石墨烯球磨搅拌后，送入回转窑中焙烧，焙烧温度为870-1100℃，焙烧时间为2-5h，去除有机物和水分；

3)将步骤2)焙烧后的硅藻土和石墨烯混合物在球磨搅拌机中再进一步球磨搅拌；

4)在搅拌桶中加入步骤2)中的硅藻土和石墨烯混合粉，然后加入聚醚多元醇和接枝聚醚，用高速搅拌机搅拌30min；

5)步骤4)搅拌完后，加入A-1催化剂、A-33催化剂和硅油后继续搅拌10min；

6)步骤5)搅拌完后，加入辛酸亚丁基锡、甲苯二异氰酸脂，高速搅拌5-7s后快速倒入发泡箱中自由发泡，制备出石墨烯生物硅藻海绵。

本发明的有益效果是：

本发明石墨烯生物硅藻海绵在普通海绵的基础上，在组分中增加了天然硅藻土和石墨烯，海绵可以降解性，提高了海绵的天然性、微孔性。本发明中的海绵能够自身释放负离子和远红外线，可以吸附分解进入海绵体中的细菌和有害气体，可进一步应用到空气净化和水处理中，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明海绵的SEM图。

图2是石墨烯含量对海绵吸水率和保水率的比较。

图3是5种不同海绵对铜离子的吸附性能比较。

图4是5种不同海绵对铅离子的吸附性能比较。

具体实施方式

以下对本发明进行更加详细的说明。

实施例1

一种石墨烯生物硅藻海绵各组分的含量如表1所示。上述石墨烯生物硅藻海绵的制备方法，包括如下步骤：

1)在球磨搅拌机中加入硅藻土和石墨烯后进行搅拌3h；