[发明专利]一种石墨烯表面修饰微米级电气石负离子释放功能粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯表面修饰微米级电气石负离子释放功能粉体的制备方法，包括，将石墨烯加入氢氧化钾溶液中，在温度为60～120℃、压力为1～5个大气压下反应2～8h，所得沉淀为多孔型石墨烯激发剂；采用气流法粉碎电气石，控制电气石粉体的粒径分布在1～5微米，制得电气石粉体；将石墨烯激发剂与电气石粉体混合，加入溶剂，在温度为60～100℃下进行反应，得到具有负离子发射功能的微米级复合材料；其中，石墨烯激发剂与电气石粉体的质量比为1：10～1000。本发明电气石与多孔状石墨烯进行复配，形成以电气石为核，石墨烯为壳的结构，由于石墨烯含量较低，因此这种结构有利于增加摩擦并将电子通过石墨烯释放到空气中与水汽结合，释放效率高。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及到一种石墨烯表面修饰微米级电气石负离子释放功能粉体的制备方法。

背景技术

自Elster和Gertel于1889年发现空气负离子的存在、1902年Aschkinass等人进一步确定其生物学意义、1930年菲利普-莱昂纳博士列举大量事实说明其对抵抗疾病、延缓衰老的功效后，众多学者不断投入对负离子的研究，掀起了一次次浪潮。1932年，美国CRA公司的汉姆逊制造出全世界第一台负离子发生器，从此开启了人类使用人工负离子改善环境、预防疾病、治疗疾病的新篇章。1998年Ku-bo在研究利用电气石来电解H₂O时，实验过程中产生了H₂，从而发现了此天然矿石具有发生负离子的功能，此发现对提高环境的宜居性十分重要。

我国对空气负离子研究开始于1978年，以夏廉博针对负离子对人体健康影响的研究进展和相关论文的发表为一个标志。随后，生物医学实验研究进展的推进、人们环保健康意识的提升以及离子检测仪器的完善等，加快了人们对负离子作用机理的研究，也促进了其发生器的生产和应用。

张凯军等将负离子添加剂利用共聚法加到PET聚合过程中，制得聚酯切片，再熔融纺丝制备出了负离子远红外阻燃纤维，所得纤维负离子发生量为23个/cm³、力学性能较好。刘雅光等将天然矿石(蛋白石)加工为纳米材料后与特殊高分子树脂进行混合，对棉被进行负离子远红外后整理，使其发射率可达88％，可发挥有效保健作用。陈志等研究发现，在制备PCT/锗复合纤维时，当含锗量为3％时，负离子释放量可达1470个/cm³。朱晓娟将海藻炭纤维与其他纤维混纺，得到的功能性家纺面料负离子发生量最低为3000个/cm³。生态负氧离子的作用和好处众多，其中部分作用机理如下：

(1)净化除尘：

空气中的小颗粒物质(如PM2.5)多带有正电荷，负离子非常容易将其吸附团聚成为大颗粒灰尘，使其自然沉降，达到除尘的效果。

(2)杀菌抗菌：

活性较高的负离子具有较好的氧化还原作用，可以与空气中的细菌、微生物等结合，破坏其细胞机能或活性酶的活性，打乱菌体的成长并使其死亡，达到抗菌杀菌的目的。

(3)抗氧防衰：

含有不成对电子的自由基为保证自身稳定会夺取其他物质的电子，引起氧化。人类体内自由基的增多会引起细胞衰老甚至死亡，削弱人体免疫力，最终导致各种疾病的发生。负离子可以增强“原形质膜”的通透性，把细胞放大，使营养物质和代谢废物顺利进出细胞膜，还可以使细胞膜上钠钾泵的运转顺利开启，便于细胞内外的物质交换。

目前，市场上大多负离子产品只具备保健功能，主要原因在于：

(1)负离子发生器需依赖高压电源，运行中会产生有害的臭氧分子，且释放的负离子大部分粒径很大，人体不易吸收，主要可用于除尘。

(2)例如锗产品、特美龙产品等，负离子发生量不够或需进行高频摩擦才能产生，较难达到所需的量。

发明内容