本發(fā)明涉及一種三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫金屬是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，密度小質(zhì)量較輕、孔隙率高(高于95％)、比表面積大、抗拉強度好、孔徑適中(200-600μm)、容易負載活性物質(zhì)等特點，利用泡沫金屬做成的濾網(wǎng)，在空氣流通過濾網(wǎng)時，空氣將會與濾網(wǎng)有充分的接觸。但是由于泡沫金屬本身既沒有催化分解甲醛的能力，也不具備吸附甲醛的功能，因此，可以通過對泡沫金屬進行表面改性，在其表面上負載催化劑，使其具備對甲醛良好的去除能力。
甲醛類有害氣體的凈化原理一般分為兩種：1、物理吸附，物理吸附技術(shù)主要利用多孔材料的吸附能力達到去除有害物質(zhì)的目的，比如顆?；钚蕴俊⒐枘z等；2、催化氧化，在常溫常壓下對多種有害物質(zhì)進行化學(xué)絡(luò)合或者氧化分解，破壞有害氣體的分子結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳和水，中和空氣中的有害氣體，進而逐步消除。但是現(xiàn)有的催化氧化類型的凈化原理一般需要在特定條件下才能發(fā)生，例如紫外線照射或者高溫等等，實用性并不強，為此本發(fā)明提供一種可在常溫下催化分解甲醛的三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法用于解決此問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法，包括以下步驟：
a、準(zhǔn)備泡沫金屬；
b、通過酸溶液浸泡去除泡沫金屬表面的雜質(zhì)及氧化層；
c、采用鈷鹽、鎳鹽、石墨烯及水配置成溶液作為浸染試劑；
d、將經(jīng)過步驟b的泡沫金屬放入浸染試劑中浸泡；
e、將經(jīng)過步驟d的泡沫金屬進行干燥處理；
f、將經(jīng)過步驟e的泡沫金屬進行高溫?zé)崽幚?，使負載在泡沫金屬表面的鈷鹽、鎳鹽發(fā)生分解而得到它們的復(fù)合氧化物。
所述泡沫金屬采用泡沫鎳或泡沫鋁或泡沫鐵或泡沫銅或泡沫鋅或泡沫錫。
所述酸溶液為鹽酸、硝酸、硫酸的其中一種或幾種的混合物，濃度為0.05-0.5mol/l。
所述步驟b中浸泡時間為3-24小時。
所述鈷鹽和鎳鹽為碳酸鹽、碳酸氫鹽、草酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、乙二酸鹽。
所述鎳鹽和鈷鹽的混合摩爾比為1：(0.1-5)，加入0.5％-5wt％的石墨烯，超聲攪拌均勻。
所述步驟d中浸泡時間為30秒-300秒，浸泡時對溶液施加超聲震蕩。
將經(jīng)過步驟d的泡沫金屬在低溫空氣中烘干水分，烘烤溫度為80-150℃。
所述步驟f中高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?60-600℃，時間為1-5小時。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法先通過去除表面雜質(zhì)及氧化層、再進行溶液浸染、再烘干的方式，在泡沫金屬表面覆鈷鎳氧化物活性物質(zhì)及石墨烯，增強活性物質(zhì)的吸附表面積；制備過程簡單、對環(huán)境友好；本發(fā)明制備的改性泡沫金屬具有表面積大、吸附能力強等優(yōu)點，并可以在常規(guī)環(huán)境下對甲醛進行催化分解。
具體實施方式
本發(fā)明是一種三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法，包括以下步驟：
a、準(zhǔn)備泡沫金屬；
b、通過酸溶液浸泡去除泡沫金屬表面的雜質(zhì)及氧化層；
c、采用鈷鹽、鎳鹽、石墨烯及水配置成溶液作為浸染試劑；
d、將經(jīng)過步驟b的泡沫金屬放入浸染試劑中浸泡；
e、將經(jīng)過步驟d的泡沫金屬進行干燥處理；
f、將經(jīng)過步驟e的泡沫金屬進行高溫?zé)崽幚?，使負載在泡沫金屬表面的鈷鹽、鎳鹽發(fā)生分解而得到它們的復(fù)合氧化物。
本發(fā)明的方法先通過去除表面雜質(zhì)及氧化層、再進行溶液浸染、再烘干的方式，在泡沫金屬表面覆鈷鎳氧化物活性物質(zhì)及石墨烯，增強活性物質(zhì)的吸附表面積；制備過程簡單、對環(huán)境友好；本發(fā)明制備的改性泡沫金屬具有表面積大、吸附能力強等優(yōu)點，并可以在常規(guī)環(huán)境下對甲醛進行催化分解。
優(yōu)選的，泡沫金屬采用泡沫鎳或泡沫鋁或泡沫鐵或泡沫銅或泡沫鋅或泡沫錫等，其中泡沫鎳價格相對比較便宜，性價比高。
其中，所述酸溶液為鹽酸、硝酸、硫酸的其中一種或幾種的混合物，濃度為0.05-0.5mol/l；所述步驟b中浸泡時間為3-24小時；所述鈷鹽和鎳鹽為碳酸鹽、碳酸氫鹽、草酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、乙二酸鹽；所述鎳鹽和鈷鹽的混合摩爾比為1：(0.1-5)，加入0.5％-5wt％的石墨烯，超聲攪拌均勻。
其中，所述步驟d中浸泡時間為30秒-300秒，浸泡時對溶液施加超聲震蕩。
其中，將經(jīng)過步驟d的泡沫金屬在低溫空氣中烘干水分，烘烤溫度為80-150℃；步驟f中的高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?60-600℃，時間為1-5小時。
實施案例1
一種三維改性石墨烯濾網(wǎng)的制備方法，包括以下步驟：
1)取6×6cm的泡沫鎳，在0.05mol/l的鹽酸溶液中浸泡24小時；
2)配制50ml乙酸鎳和乙酸鈷混合摩爾比為1：5，加入1wt％的石墨烯，(乙酸鎳摩爾為1mmol，乙酸鈷摩爾為5mmol)；
3)在混合溶液中超聲浸泡0.5分鐘，取出，在80℃烘箱中干燥一個小時；
4)將步驟3)所得泡沫鎳在空氣氛圍中在400℃下熱處理3h。
將實施例1制備的三維改性石墨烯濾網(wǎng)進行去除甲醛性能檢測，所得結(jié)果如下表1所示。
實施案例2
制備三維改性石墨烯濾網(wǎng)的方法，包括以下步驟：
1)取6×6cm的泡沫鎳，在0.5mol/l的鹽酸溶液中浸泡2小時；
2)配制50ml乙酸鎳和乙酸鈷混合摩爾比為1：0.1(乙酸鎳摩爾為1mmol，乙酸鈷摩爾為0.1mmol)加入1wt％的石墨烯；
3)在混合溶液中超聲浸泡6分鐘，取出，在100℃烘箱中干燥1h；
4)將步驟3)所得泡沫鎳在空氣氛圍中在420℃下熱處理3h，泡沫鎳表面生成鈷鎳氧化物；
將實施例2制備的三維改性石墨烯濾網(wǎng)進行去除甲醛性能檢測，所得結(jié)果如下表1所示。
實施案例3
制備改性泡沫鎳的方法，包括以下步驟：
1)取6×6cm的泡沫鎳，在0.2mol/l的硫酸溶液中浸泡10小時；
2)配制50ml乙酸鎳和乙酸鈷混合摩爾比為1：1(乙酸鎳摩爾為1mmol，乙酸鈷摩爾為1mmol)，加入3wt％的石墨烯；
3)在混合溶液中超聲浸泡1分鐘，取出，在120℃烘箱中干燥1h；
4)將步驟3)所得泡沫鎳在空氣氛圍中在450℃下熱處理1h，泡沫鎳表面生成鈷鎳氧化物；
將實施例3制備的三維改性石墨烯濾網(wǎng)進行去除甲醛性能檢測，所得結(jié)果如下表1所示。
實施案例4
三維改性石墨烯濾網(wǎng)制備的方法，包括以下步驟：
1)取6×6cm的泡沫鎳，在0.2mol/l的硝酸溶液中浸泡10小時；
2)配制50ml乙酸鎳和乙酸鈷混合摩爾比為1：1.5(乙酸鎳摩爾為1mmol，乙酸鈷摩爾為1.5mmol)加入5wt％的石墨烯；
3)在混合溶液中超聲浸泡5分鐘，取出，在150℃烘箱中干燥0.5h；
4)將步驟3)所得泡沫鎳在空氣氛圍中在400℃下熱處理3h，泡沫鎳表面生成鈷鎳氧化物活性物質(zhì)；
將實施例4制備的三維改性石墨烯濾網(wǎng)進行去除甲醛性能檢測，所得結(jié)果如下表1所示。
實施案例5
制備三維改性石墨烯濾網(wǎng)的方法，包括以下步驟：
1)取6×6cm的泡沫鎳，在0.3mol/l的硝酸溶液中浸泡15小時；
2)配制50ml乙酸鎳和乙酸鈷混合摩爾比為1：2(乙酸鎳摩爾為1mmol，乙酸鈷摩爾為2mmol)，加入2wt％的石墨烯；
3)在混合溶液中超聲浸泡4分鐘，取出，在90℃烘箱中干燥3h；
4)將步驟3)所得泡沫鎳在空氣氛圍中在400℃下熱處理1h，泡沫鎳表面生成鈷鎳氧化物活性物質(zhì)；
將實施例5制備的三維改性石墨烯濾網(wǎng)進行去除甲醛性能檢測，所得結(jié)果如下表1所示。
表1實施例1-5制備的改性泡沫鎳的吸附甲醛性能檢測結(jié)果
上述實施例只是本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明還可有其他實施方案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所設(shè)定的范圍內(nèi)。