[发明专利]一种负载石墨烯的功能化非织造布、制备方法及其用途

说明书

本发明提供了一种负载石墨烯的功能化非织造布、制备方法及其用途，其产品包括功能化非织造布，所述功能化非织造布上负载石墨烯，所述石墨烯的负载量为1‑10wt％；所述功能化非织造布包括非织造布，所述非织造布上接枝亲水性功能单体，亲水性功能单体的接枝量为20‑80wt％。本发明所述的一种负载石墨烯的功能化非织造布、制备方法及其用途，以非织造布为支撑体，对非织造布进行功能化改性并负载石墨烯，进而实现过滤PM2.5的固体颗粒和吸附甲苯，改善环境。

技术领域

本发明属于过滤材料领域，尤其是涉及一种过滤PM2.5及吸附甲苯多功能非织造布、制备方法及其用途。

背景技术

PM2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或者等于2.5μm的颗粒物，空气的固体颗粒由于其较大的比表面积，表面能够吸附大量的有毒有害物质比如重金属、细菌等等，但是人体的生理结构几乎不能阻挡这一类固体颗粒污染物，当人体摄入固体颗粒后，有毒有害的物质溶于血液中，严重损害血红蛋白的运输氧能力。高浓度PM_2.5污染影响环境空气质量以及危害人类健康，引发哮喘、支气管炎和心血管病等一系列疾病。

甲苯是一种常见的有毒、有刺激性气体，能够使白细胞和染色体发生病变。甲苯属于芳香族化合物，苯环结构特别稳定，在人体类也不容易分解，严重影响人类的身体健康。甲苯也是一种常见的有机化工原料，在油漆中用途比较广泛，因此也是一种常见的室内空气污染物。

随着工业化的不断发展，我国大部分城市冬季PM2.5污染严重，尤其是我国北方工业发展快速的城市。目前纤维过滤材料的主要机理分为机械过滤和静电作用过滤，机械过滤机理主要依靠减小纤维的直径从而增大纤维的密度，可以增大固体颗粒与材料的碰撞几率，从而固体颗粒截留在材料的表面或者内部结构中。该过滤方式依靠高密度的纤维增大过滤效率同时也降低了材料的透气性，因此目前对静电作用截留固体颗粒研究越来越多。静电作用过滤依靠材料表面的带电性能，与固体颗粒产生库伦作用力，从而将固体颗粒吸附到材料表面且能够稳定存在一定时间。通过该方法过滤提高过滤效率同时能够降低材料的空气阻力，也就是常说的高效低阻过滤材料。

目前市场上常用的口罩局限于PM2.5上，对于挥发性有机物常采用另外的防护措施，同时具备过滤PM2.5以及吸附VOC的过滤材料并不太多。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种负载石墨烯的功能化非织造布、制备方法及其用途，以非织造布为支撑体，对非织造布进行功能化改性并负载石墨烯，进而实现过滤PM2.5的固体颗粒和吸附甲苯，改善环境。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种负载石墨烯的功能化非织造布，包括功能化非织造布，所述功能化非织造布上负载石墨烯，所述石墨烯的负载量为1-10wt％；所述功能化非织造布包括非织造布，所述非织造布上接枝亲水性功能单体，亲水性功能单体的接枝量为20-80wt％。

优选的，所述亲水性功能单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸N,N-二甲胺乙酯中的一种或多种。

优选的，所述非织造布为聚丙烯非织造布；所述非织造布克重为50g/m²-100g/m²。

优选的，一种负载石墨烯的功能化非织造布的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：制备功能化非织造布；将亲水性功能单体与乙醇水溶液配成接枝液，通过紫外辐照接枝于非织造布上，制得功能化非织造布；

步骤二：制备氧化石墨烯悬浮溶液，将氧化石墨烯溶于水溶液中；

步骤三：将功能化非织造布浸于氧化石墨烯悬浮溶液中，采用静电自组装的方法制得负载氧化石墨烯的功能化非织造布；