一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法与流程

1.本发明涉及空气净化领域，特别涉及一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵制备方法。


背景技术：

2.甲醛作为一种致癌物，广泛存在于装修装饰材料中，长期暴露于甲醛环境中，容易导致白血病、皮肤病甚至癌症的发生。特别地，甲醛的释放时一个长期缓慢的过程，有的甚至超过10年，甲醛的去除，迫在眉睫。
3.氧化石墨烯是具有丰富官能团的单原子厚度的二维材料，具有较大的比表面积和复合材料的可能性，在水溶液中长期稳定分散，具有良好的可负载性。


技术实现要素：

4.本发明提出一种具有分解甲醛性能的氧化石墨烯海绵的制备方法，旨在获得功能化的氧化石墨烯海绵，用于吸附空气中的甲醛，结合甲醛分解催化剂，制备一种吸附能力高、可循环使用、高效无污染的分解甲醛的氧化石墨烯海绵。
5.为此，本发明采用以下技术方案：
6.一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，所述方法包括如下步骤：
7.1)制备氧化石墨烯水溶液，所述氧化石墨烯水溶液中含氧量为10％
‑
55％；
8.2)制备纳米二氧化钛水溶液，所述纳米二氧化钛水溶液浓度为0.1％
‑
10％；
9.3)将氧化石墨烯水溶液和纳米二氧化钛水溶液10:1体积百分比进行混合，边搅拌上述氧化石墨烯水溶液的同时，缓慢加入纳米二氧化钛水溶液，搅拌15
‑
30分钟得到混合物溶液；
10.4)在上述混合物溶液中加入水性树脂，搅拌一段时间后进行超声分散，装入特定的模具进行冷冻干燥；
11.5)将上述冷冻干燥得到的混合物进行高温煅烧活化，得到具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵。
12.优选的，所述氧化石墨烯溶液采用化学法制备，包括hummers法和改性hummers法。
13.优选的，所述氧化石墨烯水溶液中含氧量为35％
‑
55％。
14.优选的，所述纳米二氧化钛水溶液采用溶胶
‑
凝胶法制备，以钛酸四丁酯为原料进行合成。
15.优选的，所述混合物溶液加入水性树脂，搅拌时间为1
‑
2小时，超声分散时间为15
‑
60分钟。
16.优选的，所述高温煅烧600
‑
1000℃，时间为20
‑
40分钟。
17.本发明氧化石墨海绵需采用高温煅烧，可有效提高海绵的比表面积，同时将二氧化钛转换为锐钛型，使催化剂活化。同时，利用氧化石墨烯比表面积大的特点，增强海绵对甲醛的吸附能力，通过复合纳米二氧化钛纳米片，结合紫外光照，增强将甲醛分解为水和二
氧化碳的能力。本发明所得具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵吸附能力强、分解能力高，且制备方法简单可行，较传统碳颗粒类甲醛吸附剂有不掉粉、分解甲醛、循环使用的优点。
附图说明
18.图1为本发明具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法流程示意图。
19.图2为本发明具体实施方式中制备得到的氧化石墨烯海绵样品示意图。
20.图3为本发明具体实施方式中样品的比表面积测试结果。
21.图4为本发明具体实施方式中样品吸附甲醛能力测试结果。
22.图5为本发明具体实施方式中样品分解甲醛能力测试结果。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明，但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本发明不受以下公开的具体实施的限制。
24.按照本发明所述的具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵制备方法，进行具体实施说明：
25.一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，所述方法包括如下步骤：
26.1)采用改性hummers法制备氧化石墨烯水溶液，所述氧化石墨烯水溶液中含氧量为45％；
27.2)采用溶胶
‑
凝胶法制备纳米二氧化钛水溶液，所述纳米二氧化钛水溶液浓度为1％；
28.3)将氧化石墨烯水溶液和纳米二氧化钛水溶液10:1体积百分比进行混合，边搅拌上述氧化石墨烯水溶液的同时，缓慢加入纳米二氧化钛水溶液，搅拌30分钟得到混合物溶液；
29.4)在上述混合物溶液中加入水性树脂，搅拌2小时后进行超声分散30分钟，装入玻璃培养皿中进行冷冻干燥；
30.5)将上述冷冻干燥得到的混合物进行高温煅烧活化，温度为800℃，时间为30分钟，得到具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵，如图2所示。
31.将本发明得到的氧化石墨烯海绵进行表征，比表面积测试结果：647.968m2/g，如图3所示；吸附甲醛能力测试结果：4个小时，甲醛由8ppm下降为3ppm，如图4所示；分解甲醛能力测试结果：将吸附甲醛后的海绵，取出一部分，放入甲醛吸附溶液，30分钟后，放入显色剂，溶液由无色透明变为浅黄色；将吸附甲醛后的海绵，取出一部分，用紫外灯光照后，放入甲醛吸附溶液，30分钟，放入显色剂，溶液仍为无色透明溶液，说明海绵吸附的甲醛得到了有效分解如图5所示。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)制备氧化石墨烯水溶液，所述氧化石墨烯水溶液中含氧量为10％
‑
55％；2)制备纳米二氧化钛水溶液，所述纳米二氧化钛水溶液浓度为0.1％
‑
10％；3)将氧化石墨烯水溶液和纳米二氧化钛水溶液10:1体积百分比进行混合，边搅拌上述氧化石墨烯水溶液的同时，缓慢加入纳米二氧化钛水溶液，搅拌15
‑
30分钟得到混合物溶液；4)在上述混合物溶液中加入水性树脂，搅拌一段时间后进行超声分散，装入特定的模具进行冷冻干燥；5)将上述冷冻干燥得到的混合物进行高温煅烧活化，得到具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵。2.根据权利要求1所述的一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液采用化学法制备，包括hummers法和改性hummers法。3.根据权利要求1所述的一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液中含氧量为35％
‑
55％。4.根据权利要求1所述的一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛水溶液采用溶胶
‑
凝胶法制备，以钛酸四丁酯为原料进行合成。5.根据权利要求1所述的一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述混合物溶液加入水性树脂，搅拌时间为1
‑
2小时，超声分散时间为15
‑
60分钟。6.根据权利要求1所述的一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧温度为600
‑
1000℃，时间为20
‑
40分钟。

技术总结
本发明提出了一种具有分解甲醛功能的氧化石墨烯海绵的制备方法，所述方法包括：制备氧化石墨烯水溶液，水溶液中含氧量为10％～55％；制备纳米二氧化钛水溶液，水溶液浓度为0.1％


技术研发人员：屈晓兰 李璐 黄孟琼
受保护的技术使用者：无锡华鑫检测技术有限公司
技术研发日：2021.10.02
技术公布日：2021/12/30