[发明专利]一种石墨烯空气净化材料及其制备方法

说明书

本发明属于空气净化材料领域，具体涉及一种石墨烯空气净化材料及其制备方法。包括以下步骤：A)将水蒸气活化后的木质活性炭粉与碱混合，再经过活化后得到活性炭半成品；B)将上述步骤得到的活性炭半成品与碳酸钙晶须、氮源、石墨烯溶液再次混合后，并进行还原反应，得到石墨烯超级净化空气复合材料。本发明材料具有吸附有害气体和异味、抑菌、杀菌的作用，并且具有材料生产成本低、不存在污染的优点。

技术领域

本发明属于空气净化材料领域，具体涉及一种石墨烯空气净化材料及其制备方法。

背景技术

近年来，空气污染问题一直是各国政府亟待解决的问题。能源、化工、冶金、交通等行业燃用化石燃料（煤、石油、天然气等）所释放的烟气中含有大量的SO₂和NO_x，对大气造成严重污染。此外，人类活动产生的各种粉尘，还有气候恶化造成的沙尘等固体悬浮颗粒对环境空气的污染，以及来自各类装饰材料和口用化学品的可挥发性有机污染物越来越多地进入住宅和公共建筑物，导致人居环境污染程度急剧增加。

调查显示，我国90％的新装居室和95％的新装办公场所存在VOCs气体污染物超标现象。由于绝大部分人类活动在室内进行，所以室内环境污染对人们健康和人口质量所造成的危害是非常严重的。世界卫生组织的一项统计显示，室内环境污染造成的疾病负担超过室外同级别污染造成负担的6倍。上世纪九十年代，我国每年由室内环境污染引起的超额死亡数达11万人，超额门诊数达13万人次，超额急诊数达150万人次，因此而造成的经济损失超过100亿美元。

为适应人们对空气质量的要求，市场上出现了各种类型的空气净化器，目前国内外公认的空气净化方法主要是利用吸附法和静电法对污染物进行去除，己有的空气净化器大部分采用过滤材料除去空气中的悬浮颗粒，采用活性炭等多孔材料来吸附空气中的有害气体，并带有负离子发生器产生一定量的负离子。但是，吸附材料活性炭的吸附容量都有限，在吸附达到饱和以后，就会出现污染物穿透现象。而且对室内主要污染物甲醛、乙醛、苯、VOCs、氮氧化物的清除效果不是很理想。这时，吸附材料不仅丢失对污染物的吸附特性，当所吸附的污染物为挥发性有机物时，所吸附的有害污染物反而会造成二次污染，成为新的污染源。

目前国内外己开始研究利用纳米光触媒技术净化室内空气。将纳米光触媒和吸附剂结合，利用吸附剂的吸附性能以及纳米光催化剂在常温下即能将有害气体分解为无害气体的特性净化室内空气。如：用活性炭或活性炭纤维作光催化剂的载体制备净化材料等。但由于这类光催化作用仅在紫外光的照射下才能发挥作用，因此采用这种方式制成的材料目前实用性不强，室内环境很难满足紫外光照条使用，且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种石墨烯净化空气复合材料及其制备方法；本发明复合材料净化空气能力强，而且制备方法简单，成本低，具有很好的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述石墨烯超级净化空气复合材料制备方法，包括以下步骤：

A)将水蒸气活化后的木质活性炭粉与碱混合，再经过活化后得到活性炭半成品；配制 0.6wt％浓度的石墨烯水分散液；

B)将上述步骤得到的活性炭半成品与碳酸钙晶须、氮源、石墨烯溶液再次混合后，并进行还原反应，得到石墨烯超级净化空气复合材料。

优选的，所述碱包括氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钙中的一种或多种；

所述木质活性炭粉与碱的质量比为1：(0.5～2)。

优选的，所述活化的温度为500～800℃，所述活化的时间为0.5～4h。

优选的，所述木质活性炭粉的粒度为8～12μm；所述碳酸钙晶须长度 20-30μm；直径 1-2μm；所述石墨烯的平均片径为1～50μm；