[发明专利]一种功能性石墨烯复合活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能性石墨烯复合活性炭及其制备方法，该石墨烯复合活性炭的原料按质量百分比计包含：活性炭89％～99％、石墨烯原料0.1％～10％、表面活性剂0.1％～1％、添加剂0.1％～5％。本发明还提供了该功能性石墨烯复合活性炭的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性石墨烯分散水溶液；步骤3，颗粒活性炭加入到步骤2制备的石墨烯溶液中，再将添加剂加入溶液中，搅拌，升温，反应完成后再次升温，烘干，得到功能性石墨烯复合活性炭。本发明制备的功能性石墨烯复合活性炭，具有优异的除甲醛、除异味等功能，可以广泛应用，能够保护人们身体健康。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合活性炭及其制备方法，具体地，涉及一种功能性石墨烯复合活性炭及其制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合石墨烯复合活性炭及其制备方法，制备的石墨烯复合活性炭具有优异的除甲醛、除异味等功能，可以广泛应用在家庭客厅、厨房、卫生间及公共场所，有效去除装修材料、家具、油烟等含有的甲醛、苯、丙烯醛等有毒有害物质，保护人们身体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种功能性石墨烯复合活性炭，其中，所述的石墨烯复合活性炭的原料按质量百分比计包含：活性炭89％～99％、石墨烯原料0.1％～10％、表面活性剂0.1％～1％、添加剂0.1％～5％。

上述的功能性石墨烯复合活性炭，其中，所述的石墨烯原料包含石墨烯或氧化石墨烯，石墨烯或氧化石墨烯是采用包含机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法的方法制备的任意一种。

上述的功能性石墨烯复合活性炭，其中，所述的活性炭包含煤质活性炭、椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭中的任意一种或多种。

上述的功能性石墨烯复合活性炭，其中，所述的表面活性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、二甲基甲酰胺(DMF)中的任意一种或多种。

上述的功能性石墨烯复合活性炭，其中，所述的添加剂包含二乙烯三胺、六偏磷酸钠、赖氨酸、硝酸铁、硫酸亚铁、碱式碳酸铜中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的功能性石墨烯复合活性炭的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性石墨烯分散水溶液，浓度优选为1～10mg/ml；步骤3，颗粒活性炭加入到步骤2制备的石墨烯溶液中，再将添加剂加入溶液中，搅拌，升温，反应完成后再次升温，烘干，得到功能性石墨烯复合活性炭。

上述的功能性石墨烯复合活性炭的制备方法，其中，所述的步骤2包含：步骤2.1，将包含石墨烯或氧化石墨烯的石墨烯原料加入到去离子水中，常温超声处理20～40min；步骤2.2，将表面活性剂添加到溶液中，搅拌10～20min，再常温超声处理20～40min，得到改性石墨烯分散水溶液。

上述的功能性石墨烯复合活性炭的制备方法，其中，所述的步骤2.1中，石墨烯原料加入到去离子水中，其质量浓度为0.1％～10％。

上述的功能性石墨烯复合活性炭的制备方法，其中，所述的步骤3中，颗粒活性炭加入到石墨烯溶液中，活性炭与石墨烯溶液质量比为1∶(1～3)。