[发明专利]一种石墨烯玛雅蓝复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯玛雅蓝复合膜的制备方法，将氧化石墨烯、玛雅蓝纳米颗粒分散在水和有机溶剂混合溶剂中，制备氧化石墨烯玛雅蓝分散液，将分散液浓缩、冷冻干燥，制备气凝胶，将气凝胶压制，制备得到膜，将膜加热还原，制备得到还原膜，然后进行炭化、活化、洗涤得到石墨烯玛雅蓝复合膜。本发明得到的石墨烯玛雅蓝复合膜密度低，可高效吸附并分解甲醛等有害气体，在空气净化、水处理等领域有应用前景。

技术领域

本发明属于石墨烯材料领域，涉及一种石墨烯玛雅蓝复合膜的制备方法。

背景技术

甲醛、二氧化硫、氨气、一氧化氮等气体是生活与工业污染中的污染气体。尤其，室内空气中甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物，冬天空气中的甲醛对人体的危害特别大，对眼、鼻、喉和皮肤等产生明显的刺激作用。吸附法作为一种物理化学方法，是空气净化中的一种重要方法之一，具备成本低廉、脱除效率高、无二次污染、易再生等优势。众多吸附材料中，碳材料是一种应用最为广泛的吸附材料。

活性炭是最为常用的甲醛吸附材料，由于其具有丰富的孔结构，高的比表面积和表面活性，可有效吸附甲醛等有害气体。但活性炭的吸附平衡时间短，很快就达到吸附平衡，失去作用。此外，在受热条件下，甲醛会从活性炭中释放出来，因此在活性炭吸附平衡后不及时处理，活性炭甚至可能成为甲醛的释放源。近年来许多人着眼于对活性炭的改性，但也只是局限在其本身的性质，如提高表面活性，增大孔隙率来提高吸附率。但如何高效将甲醛分解仍是一大难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术不足，提供一种石墨烯玛雅蓝复合膜的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(1)将氧化石墨烯、玛雅蓝纳米颗粒分散在水和有机溶剂混合溶剂中，制备氧化石墨烯玛雅蓝分散液；

(2)将氧化石墨烯玛雅蓝分散液浓缩、冷冻干燥，制备氧化石墨烯玛雅蓝气凝胶；

(3)将氧化石墨烯玛雅蓝气凝胶压制，制备得到氧化石墨烯玛雅蓝膜；

(4)将氧化石墨烯玛雅蓝膜加热还原，制备得到还原石墨烯玛雅蓝膜；

(5)将步骤(4)得到的复合膜进行炭化、活化、洗涤得到石墨烯玛雅蓝复合膜。

进一步地，步骤(1)中，氧化石墨烯与玛雅蓝纳米颗粒的质量比为10：1～20：1。

进一步地，步骤(1)中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中一种或几种混合。

进一步地，步骤(1)中，所述水和有机溶剂的体积比为100：1～100：15。

进一步地，步骤(2)中，所述浓缩采用减压蒸馏的方法，浓缩分散液浓缩后的质量分数,为15wt％～25wt％。

进一步地，步骤(2)中，所述冷冻干燥的温度为-30℃～-60℃，冷冻干燥的时间为38h～76h。

进一步地，步骤(3)中，压制后氧化石墨烯膜的厚度为100nm～200nm。

进一步地，步骤(4)中，氧化石墨烯膜的加热还原的加热温度为210℃～250℃；加热还原时间为5min～30min。

进一步地，步骤(5)中所述的炭化温度为350～500℃，炭化时间为2～7h，活化温度为600～900℃，活化时间为2～4h。

本发明所得石墨烯玛雅蓝复合膜具有高比表面积、高孔隙率和低密度，稳定性好，可有效吸附并降解空气中的甲醛，可用于空气净化、水处理、催化载体、电化学材料等领域。

具体实施方式