專利名稱：谷氨酸改性膨脹石墨的制備方法及在甲醛氣體吸附的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及谷氨酸改性膨脹石墨的制備及其應(yīng)用領(lǐng)域，特指一種改性膨脹石墨的制備方 法及其在甲醛氣體處理方面的用途。
背景技術(shù)：
膨脹石墨作為高導(dǎo)電材料、發(fā)熱材料、密封材料、吸附材料、催化劑等，廣泛應(yīng)用于食品、 醫(yī)藥、電力、化工、冶金、機(jī)械、環(huán)保等領(lǐng)域。甲醛(formaldehyde)是一種原生毒物，對(duì)人體 健康的影響主要是刺激眼部和呼吸道粘膜，產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)，出現(xiàn)免疫功能異常，造成肝、肺 損傷，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，還可損傷細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)。室內(nèi)甲醛的釋放期為3 15年，由 于甲醛合成物具有較強(qiáng)的粘合性，能夠加強(qiáng)板材的硬度及防蟲、防腐功能，所以甲醛仍被廣 泛應(yīng)用于各種建筑裝飾材料之中。人的一生大部分時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)，室內(nèi)環(huán)境的好壞直接影 響人們的身體健康，因此研究?jī)艋諝庵械挠泻怏w具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前對(duì)甲醛 的治理方法主要有化學(xué)反應(yīng)法、生物分解法和吸附法。吸附法具有脫附效率高、脫除速度快、 富集功能強(qiáng)、不易造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)治理甲醛的主要方法。作為吸附材料， 碳質(zhì)材料具有豐富的孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積。如常見(jiàn)的活性炭材料，比表面積高達(dá)100
200m2/g，廣泛用于水的脫色、除臭、除味等領(lǐng)域，但由于其孔徑較小(幾個(gè)nm)，通透性較 差，不適合流動(dòng)介質(zhì)的吸附。近年來(lái)研究較熱的吸附材料是膨脹石墨，其特有的大中孔結(jié)構(gòu) 為多分子層吸附乃至孔內(nèi)發(fā)生凝聚提供了可能。陳志剛、孫力學(xué)等人首次以氨水為改性劑對(duì) 膨脹石墨進(jìn)行改性處理用于甲醛氣體的吸附，但以谷氨酸為改性劑對(duì)膨脹石墨進(jìn)行改性處理 并應(yīng)用于甲醛氣體的吸附尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將以天然鱗片石墨所制得的可膨脹石墨用谷氨酸進(jìn)行表面改性。通過(guò)優(yōu)化可膨脹 石墨與谷氨酸的比例使膨脹石墨表面負(fù)載含氮官能團(tuán)。
3本發(fā)明具體工藝過(guò)程是將可膨脹石墨于4(TC下浸泡在0.1~1.0mol/L的谷氨酸溶液中， 1.5h后水洗、烘干、膨化，得到改性膨脹石墨。其中可膨脹石墨和谷氨酸的質(zhì)量比為1: 0.1 1: 0.4。將所制得的改性膨脹石墨用于對(duì)甲醛氣體的吸附。
本發(fā)明制備出的改性膨脹石墨是經(jīng)過(guò)谷氨酸浸漬的膨脹石墨，谷氨酸的加入增大了膨脹 石墨表面的活性，使吸附質(zhì)在孔內(nèi)發(fā)生多分子層吸附乃至發(fā)生凝聚。
甲醛含有羰基極性基團(tuán)，為極性吸附質(zhì)，而膨脹石墨為表面非極性的非極性吸附劑，對(duì) 極性吸附質(zhì)的吸附能力較低，谷氨酸改性后的膨脹石墨在膨脹石墨表面引入了含氮官能團(tuán)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)過(guò)谷氨酸溶液改性后的膨脹石墨提高了孔容，增加了表面活性，
表面負(fù)載了豐富的官能團(tuán)，因此提高了對(duì)甲醛的吸附能力，可用于室內(nèi)空氣的凈化。


圖1谷氨酸改性前后膨脹石墨孔結(jié)構(gòu)的SEM照片
圖2活性炭、谷氨酸改性前后膨脹石墨對(duì)甲醛的最大吸附量
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:將一定量的以天然鱗片石墨為原料制備的可膨脹石墨在一定溫度下，浸泡在
0.1mol/L的谷氨酸溶液中，經(jīng)水洗、烘干、膨化，制得改性膨脹石墨。其中可膨脹石墨和谷 氨酸的質(zhì)量比為l: 0.1，浸泡溫度為40'C，浸泡時(shí)間為1.5h。將制得的改性膨脹石墨在室溫 下對(duì)甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)310mg/g。
實(shí)施例2:按照實(shí)施例1中所述的制備方法，將膨脹石墨浸泡在1.Omol/L的谷氨酸溶液 中，將膨脹石墨和谷氨酸的質(zhì)量比改為1: 0.3，浸泡溫度為4(TC,浸泡時(shí)間為1.5h。將制得 的改性膨脹石墨在室溫下對(duì)甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)596mg/g。
實(shí)施例3:按照實(shí)施例1中所述的制備方法，將膨脹石墨和谷氨酸的質(zhì)量比改為1: 0.4， 浸泡溫度為4(TC，浸泡時(shí)間為1.5h。將制得的改性膨脹石墨在室溫下對(duì)甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸 附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)532mg/g。
對(duì)比例活性炭、谷氨酸改性前后膨脹石墨對(duì)甲醛的最大吸附量見(jiàn)附圖2。
權(quán)利要求
1. 谷氨酸改性膨脹石墨的制備方法，其特征在于將可膨脹石墨于40℃下浸泡在0.1～1.0mol/L的谷氨酸溶液中，1.5h后水洗、烘干、膨化，得到改性膨脹石墨，其中可膨脹石墨和谷氨酸的質(zhì)量比為1∶0.1～1∶0.4。
2.如權(quán)利要求1所述制備方法制備得到的谷氨酸改性膨脹石墨在甲醛氣體 處理方面的用途，其特征在于用制備的改性膨脹石墨對(duì)甲醛進(jìn)行吸附。
全文摘要
本發(fā)明涉及改性膨脹石墨的制備及其應(yīng)用領(lǐng)域，特指谷氨酸改性膨脹石墨的制備方法，其特征在于將一定量的以天然鱗片石墨為原料制備的可膨脹石墨在一定溫度下，浸泡在一定濃度的谷氨酸溶液中，經(jīng)水洗、烘干、膨化，制得改性膨脹石墨。其中可膨脹石墨和谷氨酸質(zhì)量比為1∶0.1～1∶0.4，浸泡溫度為40℃，浸泡時(shí)間為1.5h，將其應(yīng)用于室內(nèi)對(duì)甲醛氣體的吸附。經(jīng)過(guò)谷氨酸改性后，膨脹石墨增加了表面活性位，負(fù)載了豐富的官能團(tuán)，同時(shí)膨脹石墨的微孔壁腐蝕坍塌，亞微米結(jié)構(gòu)的大中孔數(shù)量增加及改性劑溶液對(duì)微孔表面的刻蝕作用，增強(qiáng)了膨脹石墨對(duì)甲醛的吸附能力，可用于室內(nèi)空氣的凈化。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101439281SQ200810243709
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者猛 付, 王榮飛, 趙曉兵, 陳志剛 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院