一种石墨烯气凝胶块的制备方法、石墨烯气凝胶块及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107640760A(43)申请公布日2018.01.30(21)申请号201710950559.4(22)申请日2017.10.13(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人何星(74)专利代理机构上海德昭知识产权代理有限公司31204代理人郁旦蓉(51)Int.Cl.C01B32/184(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种石墨烯气凝胶块的制备方法、石墨烯气凝胶块及其应用(57)摘要本发明提供一种石墨烯气凝胶块的制备方法，该制备方法为液中自聚合法，具有装置简单、成本低廉和反应条件温和的特点，更容易实现规模化生产。该方法制备得到的石墨烯气凝胶块可以用作香烟过滤嘴的滤芯材料，与传统的醋酸纤维滤芯材料相比，石墨烯气凝胶块不仅能有效吸附去除烟雾中的CO、焦油和尼古丁等有害物质，而且吸阻力低，对烟碱截留效果小，从而降低吸烟者的吸烟危害。CN107640760ACN107640760A权利要求书1/1页1.一种石墨烯气凝胶块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将氧化石墨烯与预定溶剂以0.001mg～100mg:1ml的比例进行稀释，得到氧化石墨烯溶液；步骤二，将得到的所述氧化石墨烯溶液与预定还原剂以1:0.0001～1:10000的质量比进行混合，然后搅拌1～1000分钟，得到混合均匀的氧化石墨烯混合液；步骤三，将所述氧化石墨烯混合液放置于模具中，按预设条件恒温成型。步骤四，按预定方法排除所述氧化石墨烯混合液中的多余所述溶剂得到石墨烯气凝胶块。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，所述预定溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙酮、四氢呋喃、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或水中的任意一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，所述预定还原剂为水合肼、柠檬酸钠、硼氢化钠、醋酸、氨水、苯胺、多巴胺、铁单质、强碱、还原性糖、醇类、连二亚硫酸钠、多酚、葡萄糖中的任意一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，所述预设条件为在0～500℃条件下持续1～1200分钟。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，所述预定方法为加热、过滤、分子筛干燥、减压蒸馏或超临界中的任意一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中，所述模具为金属板、陶瓷板、高分子板和复合材料板中的任意一种，所述模具设置有至少一个凹陷，该凹陷的横截面积为1～1000mm2。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：其中，所述金属为铜合金、铝合金或不锈钢中的任意一种，所述陶瓷为氧化锆、氧化铝或高岭土中的任意一种，所述高分子为聚丙烯或聚乳酸，所述复合材料为碳纤维或玻璃纤维。8.根据权利要求1制备的石墨烯气凝胶块，其特征在于，其中，所述石墨烯气凝胶块的外形最大尺寸为0.1～10cm。9.根据权利要求8所述的石墨烯气凝胶块，其特征在于：其中，所述石墨烯气凝胶块的形状为圆柱、圆片形、立方形、半球形和圆球形。10.根据权利要求8至9所述的石墨烯气凝胶块作为香烟过滤嘴的滤芯材料和口罩的过滤材料的应用。2CN107640760A说明书1/5页一种石墨烯气凝胶块的制备方法、石墨烯气凝胶块及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种石墨烯气凝胶块的制备方法、石墨烯气凝胶块及其应用，属于材料学技术领域。背景技术[0002]石墨烯是单层碳原子以SP2杂化形式存在的二维六边形结构的纳米材料，具有良好的电学、光学、力学、热学性能，在诸多领域有应用潜力。石墨烯是一种理想的吸附剂，吸附作用主要发生在其表面，其表面含有各种各样的功能基团，如羟基、环氧基、羧基等。同时石墨烯具有较大的比表面积，具有吸附容量大，吸附迅速，易于回收和二次使用等特点，是一种新型吸附材料。[0003]石墨烯气凝胶是以二维石墨烯构建形成的具有三维空间网络结构的轻质多孔材料。石墨烯气凝胶兼具石墨烯优异的物理化学性质和气凝胶结构的特点，是气体吸附领域的研究热点。目前无论从实验探索还是理论计算都证实了以石墨烯气凝胶为基础的材料具有很高的气体吸附能力。制备石墨烯气凝胶的方法主要有化学气相法、水热法和化学还原法等。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种石墨烯气凝胶块的制备方法，该制备方法为液中自聚合法，具有装置简单、成本低廉和反应条件温和的特点，更容易实现规模化生产。该方法制备得到的石墨烯气凝胶块可以用作香烟过滤嘴的滤芯材料，与传统的醋酸纤维滤芯材料相比，石墨烯气凝胶块不仅能有效吸附去除烟雾中的CO、焦油和尼古丁等有害物质，而且吸阻力低，对烟碱截留效果小，从而降低吸烟者的吸烟危害。[0005]为了实现上述目的，本发明所