用于pm2.5的石墨烯复合抗菌净化材料及其制备方法

文档序号:1928531 发布日期:2021-12-07 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 用于pm2.5的石墨烯复合抗菌净化材料及其制备方法 (Graphene composite antibacterial purification material for PM2.5 and preparation method thereof ) 是由 孙佳惟 孙云飞 阙妙玲 陈丽香 李涛 吴靖 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料,由以下重量份的原料制备而成:石墨烯20-50份;木质素10-15份;椰壳活性炭40-60份;纳米二氧化钛2-8份;甲基纤维素0.5-3份;滑石粉0.5-3份;去离子水400-600份。本发明还涉及该用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,通过制备本发明配方的复合净化材料,能在保证充分过滤PM2.5的同时去除其他有害空气或水污染物。(The invention relates to a graphene composite antibacterial purification material for PM2.5, which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 20-50 parts of graphene; 10-15 parts of lignin; 40-60 parts of coconut shell activated carbon; 2-8 parts of nano titanium dioxide; 0.5-3 parts of methyl cellulose; 0.5-3 parts of talcum powder; 400 portions of deionized water and 600 portions. The invention also relates to a preparation method of the graphene composite antibacterial purification material for PM2.5, and the composite purification material prepared by the formula can remove other harmful air or water pollutants while ensuring that the PM2.5 is fully filtered.)

用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及空气及水净化技术领域,具体涉及一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料及其制备方法。

背景技术

PM2.5即细颗粒物,细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

常见的PM2.5净化材料仅能过滤PM2.5污染物,不具备同时清理空气中其他有害成分的功能。

因此,有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料,由以下重量份的原料制备而成:石墨烯20-50份;木质素10-15份;椰壳活性炭40-60份;纳米二氧化钛2-8份;甲基纤维素0.5-3份;滑石粉0.5-3份;去离子水400-600份。

优选地,还包括以下重量份的原料:纳米铁15-85份;纳米银0.5-3份。

优选地,还包括0.5-3份的气味添加剂。

优选地,所述气味添加剂为银杏黄酮、沙棘黄酮、苦丁黄酮、紫苏油、石香薷挥发油中的至少一种。

优选地,所适用的原料的重量配比为:石墨烯45份;木质素12份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛6份;甲基纤维素2.5份;滑石粉2份;去离子水500份。

本发明还涉及一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:

1)将椰壳活性炭、木质素、纳米二氧化钛、甲基纤维素、滑石粉依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯置于去离子水中形成悬浮液,超声处理所述悬浮液;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

优选地,步骤4)中将悬浮液均匀喷洒于预处理粉上。

优选地,步骤3)中超声处理的时间为20-60min。

优选地,预先将步骤1)中的椰壳活性炭磨碎成目数为500目的碳粉。

优选地,步骤4)中将混合后的悬浮液与预处理粉放入1200℃的炉中,焙烧60min。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

本发明涉及一种本发明涉及一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料,由以下重量份的原料制备而成:石墨烯20-50份;木质素10-15份;椰壳活性炭40-60份;纳米二氧化钛2-8份;甲基纤维素0.5-3份;滑石粉0.5-3份;去离子水400-600份。本发明还涉及该用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,通过制备本发明配方的复合净化材料,能在保证充分过滤PM2.5的同时去除其他有害空气或水污染物。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的

具体实施方式

由以下实施例详细给出。

【具体实施方式】

接下来,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料,由以下重量份的原料制备而成:石墨烯20-50份;木质素10-15份;椰壳活性炭40-60份;纳米二氧化钛2-8份;甲基纤维素0.5-3份;滑石粉0.5-3份;去离子水400-600份。

进一步地,还包括以下重量份的原料:纳米铁15-85份;纳米银0.5-3份;以在石墨烯上附着铁离子和阴离子,增强该净化材料的杀菌盒抑菌作用。

进一步地,还包括0.5-3份的气味添加剂;以用于改善该净化材料的气味,提升用户体验。在一些实施例中,该气味添加剂为银杏黄酮、沙棘黄酮、苦丁黄酮、紫苏油、石香薷挥发油中的至少一种。应当理解,也可添加其他可改善气味的物质以改善净化材料的味道。

本发明还涉及一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取上述重量份的原料后,

1)将椰壳活性炭、木质素、纳米二氧化钛、甲基纤维素、滑石粉依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯置于去离子水中形成悬浮液,超声处理所述悬浮液;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

在一些实施例中,步骤4)中将悬浮液均匀喷洒于预处理粉上,以保证两者混合均匀,提高最终产品的质量。

在一些实施例中,步骤3)中超声处理的时间为20-60min,以保证石墨烯在去离子水中均匀分散,提高最终产品的质量。

在一些实施例中,预先将步骤1)中的椰壳活性炭磨碎成目数为500目的碳粉,以便于碳粉与其他原料充分混合,提升最终产品的质量。

在一些实施例中,步骤4)中将混合后的悬浮液与预处理粉放入800-1800℃的炉中,焙烧60min。

实施例一

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯20份;木质素10份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份,

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

实施例二

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯50份;木质素10份;椰壳活性炭60份;纳米二氧化钛8份;甲基纤维素3份;滑石粉3份;去离子水600份,

1)将椰壳活性炭60份、纳米二氧化钛8份、甲基纤维素3份、滑石粉3份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯50份置于去离子水600份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

实施例三

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯35份;木质素10份;椰壳活性炭50份;纳米二氧化钛5份;甲基纤维素1.8份;滑石粉1.8份;去离子水500份;

1)将椰壳活性炭50份、纳米二氧化钛5份、甲基纤维素1.8份、滑石粉1.8份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯35份置于去离子水500份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

对比例一

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯45份;木质素12份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛6份;甲基纤维素2.5份;滑石粉2份;去离子水500份;

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛6份、甲基纤维素2.5份、滑石粉2份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯45份置于去离子水500份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

对比例二

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯20份;木质素10份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份;纳米铁50份;纳米银2份;

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛2份、纳米铁50份、纳米银2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

对比例三

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯20份;木质素10份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份,

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液10min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

对比例四

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯20份;木质素10份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份,

1)将椰壳活性炭40份磨碎成目数为500目的碳粉、纳米二氧化钛2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合,焙烧得石墨烯复合净化材料。

对比例五

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取石墨烯20份;木质素10份;椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份,

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合放入1200℃的炉中,焙烧60min得到最终的净化材料。

对比例六

一种用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料的制备方法,包括以下步骤:称取椰壳活性炭40份;纳米二氧化钛2份;甲基纤维素0.5份;滑石粉0.5份;去离子水400份,

1)将椰壳活性炭40份、纳米二氧化钛2份、甲基纤维素0.5份、滑石粉0.5份依次加入搅拌机中,搅拌、混合均匀,制成混合料;

2)将混合料干燥并自然冷却至室温,并将冷却后的混合料研磨得预处理粉;

3)将石墨烯20份置于去离子水400份中形成悬浮液,超声处理该悬浮液30min;

4)将步骤3)中超声处理后的悬浮液与步骤1)中的预处理粉混合放入1200℃的炉中,焙烧60min得到最终的净化材料。

对实施例一至三、对比例一至六所制备的用于PM2.5的石墨烯复合抗菌净化材料进行相关性能测试,将PM2.5为500的污染空气以1米/秒的速度通过上述空气净化材料;此外,将本发明的净化材料在浓度为30%以上的高浓度污染气体(远高于正常污染情况)中连续净化N天后,直至无法保持良好的净化效率时的天数记为使用寿命。其测试结果如下表所示:

如上表所示,通过实施例一至三和对比例一可知,对比例公开的重量份的净化材料组分具有更好的过滤率、甲醛净化效率以及苯净化率;通过实施例一至三和对比例二可知,添加纳米银和纳米铁后可提升净化材料的整体抗菌效率;通过实施例一至三和对比例三可知,当石墨烯没有均匀的分散于水中时,会影响最终净化材料的PM2.5过滤率、甲醛净化率以及苯净化率;通过实施例一至三和对比例四可知,将椰壳活性炭40份磨碎成目数为500目的碳粉后再与其他组分混合,可提升净化材料的过滤率以及净化效率;通过实施例一至三和对比例五可知,选择合适的焙烧温度以及焙烧时间可提升净化材料的过滤率以及净化效率;通过实施例一至三和对比例六可知,本发明的净化材料具有较好的使用寿命。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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