一种空气过滤石墨烯纤维膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种空气过滤石墨烯纤维膜的制备方法，属于纤维材料技术领域。该制备方法经过石墨烯分散溶液的制备、增粘溶液的制备、石墨烯纺丝液的制备、离心纺丝与成膜、石墨烯纤维膜的后处理后制备成石墨烯纤维膜。本发明制备的石墨烯纤维膜中，石墨烯呈现取向性纤维状排列，无包覆且完全裸露在空气中，同时依靠在由氢键力构建的聚乙烯醇纳米纤维力学支架上，石墨烯纤维膜与空气接触面积大，有利于空气过滤功能的实现。该制备方法工艺简单，设备要求低，操作控制方便，易于实现工业化生产，无需特殊设备。

主权项

一种空气过滤石墨烯纤维膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法按以下步骤进行：A. 石墨烯分散溶液的制备按如下质量百分比：无水乙醇              47‑75%石墨烯                20‑45%聚乙烯醇纳米纤维      5‑8%将无水乙醇、石墨烯和聚乙烯醇纳米纤维混配后，在室温条件下采用乳化机乳化分散0.5‑1h后得到石墨烯分散溶液，其中，乳化机的转速为8000‑13000r/min；B. 增粘溶液的制备按如下质量百分比：去离子水             56‑68%二元胺               15‑21%二元羧酸             17‑23%将去离子水、二元胺、二元羧酸混配后，升温至45‑65℃并机械搅拌1‑3h后得到增粘溶液；C. 石墨烯纺丝液的制备将经步骤A得到的石墨烯分散溶液和经步骤B得到的增粘溶液按如下质量百分比：石墨烯分散溶液       55‑75%增粘溶液             25‑45%进行混配，在室温条件下采用机械搅拌1‑2h后得到石墨烯纺丝溶液；D. 离心纺丝与成膜将离心纺纺丝罐上的纺丝孔封闭，然后将经步骤C得到的石墨烯纺丝溶液注入离心纺纺丝罐中，同时以50r/s的速率增加纺丝罐的转速至5000‑8000r/min，在转速恒定后打开离心纺纺丝罐上的纺丝孔，石墨烯纺丝溶液经离心纺丝后得到石墨烯纤维，石墨烯纤维在重力作用下降落和沉积在熔喷无纺布表面后形成石墨烯纤维膜；E. 石墨烯纤维膜的后处理将经步骤D得到的表面形成有石墨烯纤维膜的熔喷无纺布放入温度为120‑150℃、真空度为‑0.1Mpa的真空干燥箱中进行干燥1‑3h，揭膜后得到石墨烯纤维膜。