[发明专利]一种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法，用溶剂稀释氧化石墨烯溶液；向得到的氧化石墨烯溶液中加入还原剂，按照氧化石墨烯与还原剂的质量比10:1~1:100添加，然后搅拌10~600min或者超声10~600min至混合物均匀混合；将所得的混合液定量加入模具中，然后将模具放入水浴锅中升温至50~100℃，并保温1~6h，获得石墨烯水凝胶；将所得石墨烯水凝胶通过冷冻干燥的方法去除石墨烯水凝胶所含水分，获得多孔的石墨烯气凝胶空气净化滤网。由于石墨烯具有较大的比表面积和较强的吸附能力，因此本发明可以更有效率地吸附空气中的污染物质从而达到净化空气的目的。

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种空气净化装置，具体来说是一种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法。

技术背景

近年来，随着经济的快速发展，工业排放，汽车尾气、雾霾等大气污染问题日趋严重，人们对健康越来越重视，对空气净化的需求越来越来紧迫。空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品。目前市场上的空气净化器产品所用的净化滤芯存在净化能力不佳的问题，因此研制出一种能阻挡空气污染物进入室内且净化能力强的空气净化器具有重要的意义。

石墨烯的二维单原子层结构、高比表面积、良好化学稳定性及机械性能等特点使其成为一种理想的吸附材料，吸附重金属离子、染料粒子、有机物及污染气体等，广泛应用于水处理及空气净化等领域。有研究者制备了石墨烯负载C /Co 核壳与碳纳米球壳结构即构成Co /C-GNS 与CNS-GNS 结构，实验表明该结构增大了接触表面积、增强了多孔性，可吸附有毒气体或烟气。有研究者利用聚乙烯亚胺原位还原氧化石墨烯，经冷冻干燥制备了胺基化改性石墨烯气凝胶，由于该石墨烯气凝胶比表面积大、高孔隙率、化学吸附位点多，在吸附HCHO 气体效果极佳。但目前石墨烯气凝胶用于空气净化还存在制备方法较复杂、环境污染较大、成本高和难以大批量生产等问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法，所述这种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法要解决现有技术中空气净化器产品所用的净化滤芯存在净化能力不佳的技术问题。

本发明提供了一种石墨烯气凝胶空气净化滤网的制备方法，包括以下步骤：

1) 用溶剂稀释氧化石墨烯溶液，所得氧化石墨烯溶液的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml；

2) 向步骤1）得到的氧化石墨烯溶液中加入还原剂，按照氧化石墨烯与还原剂的质量比10:1~1:100添加，然后搅拌10~600min或者超声10~600min至混合物均匀混合；

3) 将步骤2）所得的混合液定量加入模具中，然后将模具放入水浴锅中升温至50~100℃，并保温1~6h，获得石墨烯水凝胶；

4) 将步骤3）所得石墨烯水凝胶通过冷冻干燥的方法去除石墨烯水凝胶所含水分，获得多孔的石墨烯气凝胶空气净化滤网。

进一步的，所述的还原剂为抗坏血酸。

进一步的，所述的模具为聚四氟乙烯模具。

进一步的，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙酮、四氢呋喃、异丙醇、二甲基亚砜、N，N- 二甲基甲酰胺或 N- 甲基吡咯烷酮中任一种。

进一步的，所述的模具为耐100℃且不与该氧化石墨烯混合液反应的材质模具。

本发明用溶剂稀释氧化石墨烯得到一定浓度的氧化石墨烯分散液，然后将氧化石墨烯分散液与还原剂按照不同质量比进行混合；（取混合液于不同形状的模具中，然后水浴加热，将成型的石墨烯水凝胶冷冻干燥得到多孔的石墨烯气凝胶，所述空石墨烯水凝胶空气净化滤网能够阻止空气中颗粒物和有害物进入室内。