[发明专利]一种用于空气净化的复合纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于空气净化的复合纳米材料，所述复合纳米材料由占复合材料15～55wt％的氧化石墨烯、30～50wt％的碳纳米颗粒、5～10wt％纳米TiO₂以及1～3wt％纳米银颗粒组成，所述碳纳米颗粒、纳米TiO₂以及纳米银颗粒负载在氧化石墨烯纳米片的表面，所述纳米片的厚度为4～12nm，银纳米颗粒的粒径为20～50nm，材料比表面积为700～900m²/g，孔容为0.3～0.5cm³/g；本发明材料利用纳米层间结构和纳米颗粒尺寸所产生的纳米尺寸效应，使空气净化材料兼具有吸附和氧化净化、杀菌功能；氧化石墨烯和碳纳米颗粒二者相结合，丰富了材料的孔道结构和表面官能团性质，不仅对甲醛，对其它如：苯、甲苯、氨类等有机污染物也体现出良好的吸附选择性。

技术领域

本发明属于纳米材料应用技术领域，具体涉及一种用于空气净化的复合纳米材料。

背景技术

对纳米材料的研究是当今科学研究中一个前沿领域，也是全世界许多科学工作者研究的热点。纳米材料的神奇之处和还不为人们所识的方面更是引起了人们的广泛关注；对纳米材料进行制备的研究和应用更是目前的热点和难点，也是发展高科技的重点。

甲醛是一种主要的室内空气污染物，其危害受到了人们广泛的关注。中国在2002年颁布的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)中规定室内空气中甲醛的卫生标准(最高允许浓度)分别为0.10mg/m³。因此，去除室内空气中的甲醛有重要的意义。净化方法可以粗略地分为吸附法、化学反应法、等离子体技术、光催化法和催化法，其中催化法是一种长效的方法。美国专利US 5585083发明了一种Pt/SnO₂催化剂去除空气中甲醛的方法，催化剂在没有额外的能量输入和-5～25℃条件下，以空气中的氧为氧化剂将甲醛完全氧化成二氧化碳和水。但是，催化剂高的Pt含量(12wt％)导致催化剂的价格昂贵。中国专利CN1698932用负载金的稀土氧化物或者金属复合氧化物催化剂，在80～100℃温度下对甲醛能获得较好的效果。

纳米抗菌材料因抗菌效率高、稳定性好、无毒无味和广谱性等优点具有广阔的市场。常用于纳米抗菌材料主要是负载Ag(Ag₂0),Cu0或Zn0等系列无机物，因为银系抗菌能力较强，对革兰阳性、阴性菌和霉菌以及酵母菌都有较好的效果，而且安全性好，对人体不产生毒害作用，所以目前商业化的抗菌剂主要是银系抗菌材料，并广泛应用于涂料、塑料、橡胶和织物等相关产品。如CN101187018A铝片上负载金属银具有规整的结构；CN1857309A利用金属银粉制成妇女用的喷剂对各种细菌真菌等有很好的效果；US20090130181用UV将Ag⁺在多种天然和合成的材料上原位还原成金属Ag，具有高效和长效的抗菌性能等。

本发明基于上述现有技术，其目的是提供一种能够有效吸附空气中的甲醛以及除杀空气中细菌的空气净化的纳米材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合纳米材料，改纳米材料在空气净化，特别是吸附空气中的甲醛以及除杀空气中细菌方面展现出十分优良的特性。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于空气净化的复合纳米材料，所述复合纳米材料由占复合材料15～55wt％的氧化石墨烯、30～50wt％的碳纳米颗粒、5～10wt％纳米TiO₂以及1～3wt％纳米银颗粒组成，所述碳纳米颗粒、纳米TiO₂以及纳米银颗粒负载在氧化石墨烯纳米片的表面，所述纳米片的厚度为4～12nm，银纳米颗粒的粒径为20～50nm，材料比表面积为700～900m²/g，孔容为0.3～0.5cm³/g。

其中，所述复合纳米材料的制备方法包括如下步骤：