權(quán)利要求書： 1.一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，由原紙基材表面涂布增強(qiáng)液得到，其特征在于，原紙基材由以下步驟制成：將纖維原料碎解后，加入吸附劑和助劑，攪拌后加入水調(diào)節(jié)混合漿料的固含量為0.2?1%，抄紙，抽吸脫水，得到原紙基材；增強(qiáng)液由增強(qiáng)劑和水按照質(zhì)量比6?

7：100混合而成，增強(qiáng)劑包括以下質(zhì)量百分比的原料：堿改性劑5?20%、膠黏劑5?10%、吸附劑

70?85%、改性石墨烯5?20%；

其中，吸附劑由以下步驟制成：

將活性炭纖維加入高錳酸鉀溶液中超聲振蕩3h后靜置36?72h，抽濾，濾餅洗滌干燥后，球磨過500目篩，得到吸附劑；

改性石墨烯由以下步驟制成：

步驟B1、將聚磷酸銨溶于無水乙醇中，升溫至50℃，滴加正硅酸乙酯、氨水乙醇混合液，保溫反應(yīng)2h，干燥，得到微膠囊，將微膠囊分散于甲苯中，加入KH?550，60℃水浴下攪拌反應(yīng)

24h，然后離心，洗滌干燥，得到氨基微膠囊，將氨基微膠囊超聲分散在去離子水中，加入氧化石墨烯分散液后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，55℃下攪拌反應(yīng)6h，離心，洗滌干燥，得到中間產(chǎn)物a；

步驟B2、將中間產(chǎn)物a加入乙醇溶液中，調(diào)節(jié)pH至9，加入硝酸銅和硝酸錳的混合溶液，室溫條件下攪拌反應(yīng)2h，過濾，濾餅于80℃下干燥至恒重，200℃下焙燒1h，得到中間產(chǎn)物b；

步驟B3、將中間產(chǎn)物b加入乙醇溶液中，加入含氮改性劑，攪拌反應(yīng)8?12h，離心，洗滌，干燥，得到改性石墨烯；

含氮改性劑由以下步驟制成：

步驟C1、將二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷加入去離子水中，通入氮?dú)?，加入抗壞血酸，攪拌后加入過氧化氫溶液，再加入N?乙烯基吡咯烷酮，60℃下攪拌反應(yīng)12h，后處理，得到吡咯基硅氧烷；

步驟C2、將季戊四醇和三氯氧磷混合，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，60℃下攪拌1?1.5h，升溫至105℃反應(yīng)9?11h，后處理，得到磷酸酯酰氯；

步驟C3、將磷酸酯酰氯溶于DMF中，冰水浴條件下加入吡咯基硅氧烷，攪拌后升溫至80℃保溫反應(yīng)6?8h，后處理，得到含氮改性劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，其特征在于，纖維原料、吸附劑和助劑的質(zhì)量比為3.6?4.1：4.8?5.1：0.5?0.8，助劑由聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷按照質(zhì)量比1：1?3混合而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，其特征在于，纖維原料由增強(qiáng)纖維和木漿纖維按照質(zhì)量比70?90：10?30組成，增強(qiáng)纖維由PET纖維、雙熔點(diǎn)PET纖維、玻璃纖維按照質(zhì)量比60?70：10：10?20組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，其特征在于，堿改性劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的一種或多種按照任意比例混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，其特征在于，步驟B1中氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為3mg/mL，步驟B2中硝酸銅和硝酸錳的混合溶液為濃度0.25mol/L的硝酸銅溶液和濃度0.25mol/L的硝酸錳溶液按照體積比1：2混合而成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池陰極空濾吸附濾材在汽車濾清器中的應(yīng)用。

說明書： 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于吸附濾材制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池陰極空濾吸附濾材及其應(yīng)用。背景技術(shù)[0002] 空氣中含有的有害氣體會(huì)對燃料電池的催化劑造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，從而導(dǎo)致反應(yīng)堆性能下降，具有有害氣體吸附功能的陰極空濾可以保護(hù)催化劑不受這些氣體的影響，極大程度地延長燃料電池系統(tǒng)的使用壽命，同時(shí)，陰極空濾還可以過濾空氣中的固體顆粒，避免系統(tǒng)磨損及通道阻塞。[0003] 目前市面上主流用燃料電池陰極空濾芯多用夾碳無紡布進(jìn)行打折加工，該濾材電鏡圖如說明書附圖中圖1所示，表層為過濾層用于過濾顆粒，而中間為活性炭層用于吸附去除二氧化硫、氨氣，氮氧化物等有害氣體。但是這種濾材比較厚，且阻力非常大，一方面需要專門的打折機(jī)器，另一方面由于較厚單位面積上的折數(shù)較少，加工后整個(gè)濾芯的阻力會(huì)偏大。[0004] 而在最新的技術(shù)中，2020年底第二代MIRAI上市，其燃料電池陰極空濾如說明書附圖中圖2所示，將過濾和化學(xué)吸附濾芯進(jìn)行分開，其化學(xué)吸附濾芯為采用吸附劑浸漬在蜂窩結(jié)構(gòu)上，在日本豐田紡織的US10046271專利中也對該專利進(jìn)行了描述，燃料電池蜂窩的吸附劑主要為活性炭的錳類金屬氧化物組成。但是該類化學(xué)濾芯受到了蜂窩孔大小的限制，同時(shí)該種方式如做成圓筒濾芯工藝會(huì)比較復(fù)雜，活性炭的比例和需要大量膠黏劑會(huì)影響到吸附效果。[0005] 而在同濟(jì)大學(xué)CN101439250B專利中，對一種燃料電池空濾器進(jìn)行了描述，該濾清器采用過濾和化學(xué)吸附分開的吸附方式，其中化學(xué)吸附主要為柱狀濾芯塞活性炭，但是該種方案仍然沒有解決活性炭過多導(dǎo)致的掉粉及阻力大問題。[0006] 在WO2005091415專利中，描述了用一種蜂窩式濾芯，在蜂窩式濾芯上涂覆吸附劑，該種方式化學(xué)濾芯仍然需要膠黏劑，且蜂窩口的大小難以做小，單位面積的活性炭吸附量有限。[0007] 由于燃料電池陰級空濾主要靠空壓機(jī)進(jìn)行負(fù)壓進(jìn)氣，如陰級空濾的阻力過大著會(huì)影響實(shí)際的能耗及裝車成本，在以上的描述的幾種方案中，夾碳無紡布和CN101439250B中描述的碳吸附層原理差不多，在濾芯中由于活性炭的堆積，實(shí)際加工后都存在濾芯阻力比較大的問題；[0008] 而豐田紡織的US10046271專利與WO2005091415專利描述的原理差不多，都是在蜂窩濾芯上浸漬膠黏劑和改性吸附劑，從阻力上比較，豐田紡織的蜂窩阻力要更低，然而兩種方案都存在著孔通道的大小面積影響著吸附劑的含量，同時(shí)需要膠粘劑會(huì)容易把活性炭堵孔造成吸附性能下降。[0009] 而本方案主要解決以上存在的活性炭易脫落、阻力大、加工難、膠黏劑多等問題。發(fā)明內(nèi)容[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，以解決背景技術(shù)中的問題。[0011] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：[0012] 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，由原紙基材表面涂布增強(qiáng)液得到，涂布方式為棍式涂布或簾式涂布；[0013] 該燃料電池陰極空濾吸附濾材由以下步驟制成：[0014] 第一步、制備原紙基材：將纖維原料碎解20min，然后加入吸附劑和助劑，攪拌20?30min后轉(zhuǎn)移至抄前池，向抄前池中加入水調(diào)節(jié)混合漿料的固含量為0.2?1％，抄紙，抽吸脫水至含水率為45?55％，得到原紙基材，纖維原料、吸附劑、助劑質(zhì)量比為3.6?4.1：4.8?5.1：

0.5?0.8；

[0015] 第二步、輥涂增強(qiáng)液：將原紙基材置于增強(qiáng)液浸漬槽中，采用輥涂方式進(jìn)行兩面上膠，然后在110?130℃下熱風(fēng)干燥，得到燃料電池陰極空濾吸附濾材。[0016] 進(jìn)一步地，纖維原料、吸附劑和助劑的質(zhì)量比為3.6?4.1：4.8?5.1：0.5?0.8，助劑由聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷按照質(zhì)量比1：1?3混合而成，纖維原料由增強(qiáng)纖維和木漿纖維按照質(zhì)量比70?90：10?30組成，增強(qiáng)纖維由PET纖維、雙熔點(diǎn)PET纖維、玻璃纖維按照質(zhì)量比60?70：10：10?20組成，木漿纖維直徑為10?50μm，PET纖維直徑為2?20μm，雙熔點(diǎn)PET纖維直徑為10?20μm，玻璃纖維直徑為0.5?5μm。[0017] 進(jìn)一步地，增強(qiáng)液由增強(qiáng)劑和水按照質(zhì)量比6?7：100混合而成，增強(qiáng)劑包括以下質(zhì)量百分比的原料：堿改性劑5?20％、膠黏劑5?10％、吸附劑70?85％、改性石墨烯5?20％。[0018] 進(jìn)一步地，吸附劑由以下步驟制成：[0019] 配制濃度0.4?0.5g/L的高錳酸鉀溶液，加入活性炭纖維，超聲振蕩3h后靜置36?72h，抽濾，濾餅用去離子水洗滌3?5次后置于100℃烘箱中干燥至恒重，球磨后過500目網(wǎng)篩，得到粒徑為5?25um產(chǎn)物，即為吸附劑，活性炭纖維和高錳酸鉀溶液的用量比為1g：10mL。

[0020] 進(jìn)一步地，堿改性劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的一種或多種按照任意比例混合。[0021] 進(jìn)一步地，膠黏劑為硅酸鈉膠黏劑、氧化銅?磷酸膠黏劑、環(huán)氧樹脂膠黏劑、三醛膠黏劑、聚氨酯膠黏劑、丙烯酸酯膠黏劑、改性酚醛膠黏劑和聚醋酸乙烯膠黏劑中的一種或多種按照任意比例混合。[0022] 進(jìn)一步地，改性石墨烯由以下步驟制成：[0023] 步驟B1、將聚磷酸銨溶于無水乙醇中，升溫至50℃，滴加正硅酸乙酯、氨水乙醇混合液，保溫反應(yīng)2h，干燥去除溶劑，得到微膠囊，將微膠囊分散于甲苯中，加入KH?550，60℃水浴下攪拌反應(yīng)24h，然后離心，洗滌干燥，得到氨基微膠囊，將氨基微膠囊超聲分散在去離子水中，加入氧化石墨烯分散液后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，55℃下攪拌反應(yīng)6h，離心，沉淀用去離子水洗滌3?5次，60℃下干燥至恒重，得到中間產(chǎn)物a；[0024] 其中，聚磷酸銨、無水乙醇、正硅酸乙酯、氨水乙醇混合液的用量比為20g：100mL：8g：100?110mL，氨水乙醇混合液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％的氨水溶液、無水乙醇、去離子水按照體積比3：3：2混合而成，微膠囊、甲苯、KH?550用量比為4.8?5.2g：50?60mL：2.5?3.4mL，氨基微膠囊、去離子水、氧化石墨烯分散液的用量比為0.4g：20mL：10mL，氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為3mg/mL，以正硅酸乙酯和氧化石墨烯為原料，聚磷酸銨為包埋物，制備出中間產(chǎn)物a；

[0025] 步驟B2、將中間產(chǎn)物a加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入濃度0.25mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至9，然后加入硝酸銅和硝酸錳的混合溶液，室溫條件下攪拌反應(yīng)2h，過濾，濾餅于80℃下干燥至恒重，然后于200℃下馬弗爐中焙燒1h，得到中間產(chǎn)物b；[0026] 其中，中間產(chǎn)物a、乙醇溶液、硝酸銅和硝酸錳的混合溶液的用量比為12.6?18.7g：180mL：18.8?20.5mL，硝酸銅和硝酸錳的混合溶液為濃度0.25mol/L的硝酸銅溶液和濃度

0.25mol/L的硝酸錳溶液按照體積比1：2混合而成；采用共沉淀法在中間產(chǎn)物a表面沉積銅錳氧化物層得到中間產(chǎn)物b；

[0027] 步驟B3、將中間產(chǎn)物b加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入含氮改性劑，室溫下，攪拌反應(yīng)8?12h，轉(zhuǎn)速1000r/min條件下離心20min，沉淀用去離子水洗滌3?5次，最后于80℃下干燥至恒重，得到改性石墨烯，其中，中間產(chǎn)物b、乙醇溶液、含氮改性劑的用量比為10g：100mL：1.8?2.2g，利用偶氮改性劑分子與中間產(chǎn)物b發(fā)生接枝反應(yīng)得到改性石墨烯。[0028] 進(jìn)一步地，含氮改性劑由以下步驟制成：[0029] 步驟C1、將二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷加入去離子水中，攪拌5?8min后，通入氮?dú)?0min，加入抗壞血酸，攪拌5min后加入過氧化氫溶液，室溫下，攪拌30min后加入N?乙烯基吡咯烷酮，60℃下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)液用8000kDa透析袋于蒸餾水中透析2天，6h換一次水，透析產(chǎn)物于?45℃下冷凍干燥，得到吡咯基硅氧烷；[0030] 其中，二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、去離子水、抗壞血酸、過氧化氫溶液和N?乙烯基吡咯烷酮的用量比為11.9g：150?170mL：0.1g：0.1mL：5g，過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28％；以抗壞血酸和過氧化氫作為引發(fā)劑，使二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和N?乙烯基吡咯烷酮發(fā)生加成反應(yīng)得到吡咯基硅氧烷；[0031] 步驟C2、將季戊四醇和三氯氧磷加入反應(yīng)瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，60℃下攪拌1?1.5h，升溫至105℃反應(yīng)9?11h，然后減壓蒸餾出過量的三氯氧磷，反應(yīng)產(chǎn)物80℃下真空干燥至恒重，得到磷酸酯酰氯，季戊四醇和三氯氧磷的摩爾比為1：5，利用季戊四醇和三氯氧磷發(fā)生消去HCl反應(yīng)得到磷酸酯酰氯；[0032] 步驟C3、將磷酸酯酰氯溶于DMF中，冰水浴條件下加入吡咯基硅氧烷，攪拌5?10min后，升溫至80℃保溫反應(yīng)6?8h，過濾，濾液減壓蒸餾，得到含氮改性劑；[0033] 其中，磷酸酯酰氯、DMF和吡咯基硅氧烷的用量比為0.05mol：250ml：0.12mol，使磷酸酯酰氯和吡咯基硅氧烷發(fā)生接枝反應(yīng)得到含氮改性劑。[0034] 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，能夠應(yīng)用于汽車濾清器中，可以采用打折加工來制造流通通道，特別是通過折數(shù)的多少來調(diào)節(jié)通道的疏密程度，通過單位面積折數(shù)的多少可以控制進(jìn)氣口大小。[0035] 本發(fā)明的有益效果：[0036] 1、本發(fā)明在原紙基材制備過程中加入吸附劑，該吸附劑為負(fù)載高錳酸鉀的活性炭粉末，物理吸附和化學(xué)氧化相結(jié)合，使高錳酸鉀負(fù)載與活性炭表面，使活性炭表面官能團(tuán)活性得到強(qiáng)化，提高吸附處理效率。[0037] 2、本發(fā)明在增強(qiáng)液中添加了改性石墨烯，一方面賦予濾材較好的阻燃防護(hù)效果，另一方面加強(qiáng)其過濾吸附性能，具體是以聚磷酸銨為潛伏阻燃劑，利用自組裝法構(gòu)筑石墨烯包覆層得到中間產(chǎn)物a，這種方法沉積的石墨烯不僅可以有效減少片層間的重疊，還可以獲得相互貫通的多孔孔道結(jié)構(gòu)，加快傳質(zhì)速率，提高吸附效果，然后通過共沉淀法在中間產(chǎn)物a的表面沉積銅錳氧化物得到中間產(chǎn)物b，銅錳氧化物具有優(yōu)異的CO去除作用，還對各種烯烴、炔烴、芳香烴等有機(jī)化合物有氧化作用，提高對有機(jī)污染物的分解效率，最后通過含氮改性劑對中間產(chǎn)物b進(jìn)行表面改性處理，一方面，增加中間產(chǎn)物b與增強(qiáng)液的相容性，另一方面，賦予中間產(chǎn)物b更強(qiáng)的阻燃性能和去污性能，阻燃性能主要體現(xiàn)在含氮改性劑含有次C、N、P、Si等阻燃元素，去污性能主要體現(xiàn)在含氮改性劑中含有吡咯結(jié)構(gòu)，吡咯結(jié)構(gòu)屬于含氮官能團(tuán)可以提供堿性吸附位，對硫氮污染物酸性氣體具有較強(qiáng)的吸附親和力和氧化催化活性，本發(fā)明的濾紙相當(dāng)于具有兩道過濾和兩道吸附過程，分別由增強(qiáng)液層和原紙基材體現(xiàn)，因此，本發(fā)明制備的吸附材料具有較高的實(shí)用價(jià)值。[0038] 3、本發(fā)明制備吸附濾材應(yīng)用的加工方式特別簡單，可以用于直接打折替代現(xiàn)有的夾碳布工藝，可以通過調(diào)整打折的高度和折數(shù)對入口大孔隙進(jìn)行調(diào)整，從而可以改進(jìn)進(jìn)口的大小，該種工藝存在設(shè)計(jì)方便、適應(yīng)不同打折機(jī)。[0039] 4、本發(fā)明制備吸附濾材上吸附劑不易脫落，同時(shí)改性石墨烯、堿性液體可以負(fù)載在纖維上，黏膠劑含量少，節(jié)約成本的同時(shí)健康環(huán)保。附圖說明[0040] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。[0041] 圖1是背景技術(shù)中市面主流燃料電池陰極空濾芯夾碳無紡布打折加工濾材的電鏡圖；[0042] 圖2是背景技術(shù)中過濾和化學(xué)吸附濾芯分開的電池陰極空濾的結(jié)構(gòu)示意圖；[0043] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例5所得燃料電池陰極空濾吸附濾材的電鏡微觀圖；[0044] 圖4本發(fā)明實(shí)施例6所得燃料電池陰極空濾吸附濾材打折形成單層進(jìn)氣通道的結(jié)構(gòu)示意圖；[0045] 圖5為發(fā)明實(shí)施例6所得燃料電池陰極空濾吸附濾材打折堆疊形成多層進(jìn)氣通道的濾芯結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式[0046] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0047] 實(shí)施例1[0048] 本發(fā)明提供一種含氮改性劑，由以下步驟制成：[0049] 步驟C1、將11.9g二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷加入150mL去離子水中，攪拌5min后，通入氮?dú)?0min，加入0.1g抗壞血酸，攪拌5min后加入0.1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28％的過氧化氫溶液，室溫下，攪拌30min后加入N?乙烯基吡咯烷酮，60℃下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)液用

8000kDa透析袋于蒸餾水中透析2天，6h換一次水，透析產(chǎn)物于?45℃下冷凍干燥，得到吡咯基硅氧烷；

[0050] 步驟C2、將季戊四醇和三氯氧磷加入反應(yīng)瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，60℃下攪拌1h，升溫至105℃反應(yīng)9h，然后減壓蒸餾出過量的三氯氧磷，反應(yīng)產(chǎn)物80℃下真空干燥至恒重，得到磷酸酯酰氯，季戊四醇和三氯氧磷的摩爾比為1：5；[0051] 步驟C3、將0.05mol磷酸酯酰氯溶于250mlDMF中，冰水浴條件下加入0.1mol吡咯基硅氧烷，攪拌5min后，升溫至80℃保溫反應(yīng)6h，過濾，濾液減壓蒸餾，得到含氮改性劑。[0052] 實(shí)施例2[0053] 本發(fā)明提供一種含氮改性劑，由以下步驟制成：[0054] 步驟C1、將11.9g二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷加入170mL去離子水中，攪拌8min后，通入氮?dú)?0min，加入0.1g抗壞血酸，攪拌5min后加入0.1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28％的過氧化氫溶液，室溫下，攪拌30min后加入N?乙烯基吡咯烷酮，60℃下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)液用

8000kDa透析袋于蒸餾水中透析2天，6h換一次水，透析產(chǎn)物于?45℃下冷凍干燥，得到吡咯基硅氧烷；

[0055] 步驟C2、將季戊四醇和三氯氧磷加入反應(yīng)瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，60℃下攪拌1.5h，升溫至105℃反應(yīng)11h，然后減壓蒸餾出過量的三氯氧磷，反應(yīng)產(chǎn)物80℃下真空干燥至恒重，得到磷酸酯酰氯，季戊四醇和三氯氧磷的摩爾比為1：5；[0056] 步驟C3、將0.05mol磷酸酯酰氯溶于250mlDMF中，冰水浴條件下加入0.1mol吡咯基硅氧烷，攪拌10min后，升溫至80℃保溫反應(yīng)8h，過濾，濾液減壓蒸餾，得到含氮改性劑。[0057] 實(shí)施例3[0058] 本實(shí)施例提供一種改性石墨烯，由以下步驟制成：[0059] 步驟B1、將20g聚磷酸銨溶于100mL無水乙醇中，升溫至50℃，滴加8g正硅酸乙酯、100mL氨水乙醇混合液，保溫反應(yīng)2h，干燥去除溶劑，得到微膠囊，將4.8g微膠囊分散于50mL甲苯中，加入2.5mLKH?550，60℃水浴下攪拌反應(yīng)24h，然后離心，洗滌干燥，得到氨基微膠囊，將0.4g氨基微膠囊超聲分散在20mL去離子水中，加入10mL氧化石墨烯分散液后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，55℃下攪拌反應(yīng)6h，離心，沉淀用去離子水洗滌3次，60℃下干燥至恒重，得到中間產(chǎn)物a，氨水乙醇混合液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％的氨水溶液：無水乙醇、去離子水按照6mL：

60mL：40mL混合而成，氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為3mg/mL；

[0060] 步驟B2、將18.7g中間產(chǎn)物a加入180mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入濃度0.25mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至9，然后加入20.5mL硝酸銅和硝酸錳的混合溶液，室溫條件下攪拌反應(yīng)2h，過濾，濾餅于80℃下干燥至恒重，然后于200℃下馬弗爐中焙燒1h，得到中間產(chǎn)物b，硝酸銅和硝酸錳的混合溶液為濃度0.25mol/L的硝酸銅溶液和濃度0.25mol/L的硝酸錳溶液按照體積比1：2混合而成；

[0061] 步驟B3、將10g中間產(chǎn)物b加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入1.8g實(shí)施例1的含氮改性劑，室溫下，攪拌反應(yīng)12h，轉(zhuǎn)速1000r/min條件下離心20min，沉淀用去離子水洗滌5次，最后于80℃下干燥至恒重，得到改性石墨烯。[0062] 實(shí)施例4[0063] 本實(shí)施例提供一種改性石墨烯，由以下步驟制成：[0064] 步驟B1、將20g聚磷酸銨溶于100mL無水乙醇中，升溫至50℃，滴加8g正硅酸乙酯、110mL氨水乙醇混合液，保溫反應(yīng)2h，干燥去除溶劑，得到微膠囊，將5.2g微膠囊分散于60mL甲苯中，加入3.4mLKH?550，60℃水浴下攪拌反應(yīng)24h，然后離心，洗滌干燥，得到氨基微膠囊，將0.4g氨基微膠囊超聲分散在20mL去離子水中，加入10mL氧化石墨烯分散液后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，55℃下攪拌反應(yīng)6h，離心，沉淀用去離子水洗滌5次，60℃下干燥至恒重，得到中間產(chǎn)物a，氨水乙醇混合液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％的氨水溶液：無水乙醇、去離子水按照6mL：

60mL：40mL混合而成，氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為3mg/mL；

[0065] 步驟B2、將18.7g中間產(chǎn)物a加入180mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入濃度0.25mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至9，然后加入20.5mL硝酸銅和硝酸錳的混合溶液，室溫條件下攪拌反應(yīng)2h，過濾，濾餅于80℃下干燥至恒重，然后于200℃下馬弗爐中焙燒1h，得到中間產(chǎn)物b，硝酸銅和硝酸錳的混合溶液為濃度0.25mol/L的硝酸銅溶液和濃度0.25mol/L的硝酸錳溶液按照體積比1：2混合而成；

[0066] 步驟B3、將10g中間產(chǎn)物b加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙醇溶液中，然后加入2.2g實(shí)施例2的含氮改性劑，室溫下，攪拌反應(yīng)12h，轉(zhuǎn)速1000r/min條件下離心20min，沉淀用去離子水洗滌5次，最后于80℃下干燥至恒重，得到改性石墨烯。[0067] 對比例1[0068] 本實(shí)施例提供一種改性石墨烯，由以下步驟制成：[0069] 將20g聚磷酸銨溶于100mL無水乙醇中，升溫至50℃，滴加8g正硅酸乙酯、110mL氨水乙醇混合液，保溫反應(yīng)2h，干燥去除溶劑，得到微膠囊，將5.2g微膠囊分散于60mL甲苯中，加入3.4mLKH?550，60℃水浴下攪拌反應(yīng)24h，然后離心，洗滌干燥，得到氨基微膠囊，將0.4g氨基微膠囊超聲分散在20mL去離子水中，加入10mL氧化石墨烯分散液后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，55℃下攪拌反應(yīng)6h，離心，沉淀用去離子水洗滌5次，60℃下干燥至恒重，得到改性石墨烯，氨水乙醇混合液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％的氨水溶液：無水乙醇、去離子水按照6mL：60mL：

40mL混合而成，氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為3mg/mL。

[0070] 對比例2[0071] 本對比例為氧化石墨烯。[0072] 實(shí)施例5[0073] 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，由原紙基材表面涂布增強(qiáng)液得到；[0074] 該燃料電池陰極空濾吸附濾材由以下步驟制成：[0075] 第一步、制備原紙基材：將纖維原料碎解20min，然后加入吸附劑和助劑，攪拌20min后轉(zhuǎn)移至抄前池，向抄前池中加入水調(diào)節(jié)混合漿料的固含量為0.2％，抄紙，抽吸脫水至含水率為45％，得到原紙基材，纖維原料、吸附劑、助劑質(zhì)量比為3.6：4.8：0.5；

[0076] 第二步、輥涂增強(qiáng)液：將原紙基材置于增強(qiáng)液浸漬槽中，采用輥涂方式進(jìn)行兩面上膠，然后在110℃下熱風(fēng)干燥，得到燃料電池陰極空濾吸附濾材。[0077] 其中，纖維原料、吸附劑和助劑的質(zhì)量比為3.6：4.8：0.5，助劑由聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷按照質(zhì)量比1：1混合而成，纖維原料由增強(qiáng)纖維和木漿纖維按照質(zhì)量比70：30組成，增強(qiáng)纖維由PET纖維、雙熔點(diǎn)PET纖維、玻璃纖維按照質(zhì)量比60：10：10組成，木漿纖維直徑為10?50μm，PET纖維直徑為2?20μm，雙熔點(diǎn)PET纖維直徑為10?20μm，玻璃纖維直徑為

0.5?5μm，增強(qiáng)液由增強(qiáng)劑和水按照質(zhì)量比6?7：100混合而成。

[0078] 所述增強(qiáng)劑包括以下質(zhì)量百分比的原料：[0079] 氫氧化鉀5％、膠黏劑5％、吸附劑70％、實(shí)施例3的改性石墨烯20％。[0080] 吸附劑由以下步驟制成：[0081] 配制濃度0.4g/L的高錳酸鉀溶液，加入活性炭纖維，超聲振蕩3h后靜置36h，抽濾，濾餅用去離子水洗滌3次后置于100℃烘箱中干燥至恒重，球磨過500目篩，得到吸附劑，活性炭纖維和高錳酸鉀溶液的用量比為1g：10mL。[0082] 膠黏劑為硅酸鈉膠黏劑、氧化銅?磷酸膠黏劑、環(huán)氧樹脂膠黏劑按照質(zhì)量比1：1：1混合而成。[0083] 對實(shí)施例5制備出的燃料電池陰極空濾吸附濾材進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖3所示。[0084] 實(shí)施例6[0085] 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，由原紙基材表面涂布增強(qiáng)液得到；[0086] 該燃料電池陰極空濾吸附濾材由以下步驟制成：[0087] 第一步、制備原紙基材：將纖維原料碎解20min，然后加入吸附劑和助劑，攪拌25min后轉(zhuǎn)移至抄前池，向抄前池中加入水調(diào)節(jié)混合漿料的固含量為0.5％，抄紙，抽吸脫水至含水率為50％，得到原紙基材，纖維原料、吸附劑、助劑質(zhì)量比為3.8：5.0：0.7；

[0088] 第二步、輥涂增強(qiáng)液：將原紙基材置于增強(qiáng)液浸漬槽中，采用輥涂方式進(jìn)行兩面上膠，然后在120℃下熱風(fēng)干燥，得到燃料電池陰極空濾吸附濾材。[0089] 其中，纖維原料、吸附劑和助劑的質(zhì)量比為3.8：4.9：0.7，助劑由聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷按照質(zhì)量比1：2混合而成，纖維原料由增強(qiáng)纖維和木漿纖維按照質(zhì)量比80：20組成，增強(qiáng)纖維由PET纖維、雙熔點(diǎn)PET纖維、玻璃纖維按照質(zhì)量比65：10：15組成，木漿纖維直徑為10?50μm，PET纖維直徑為2?20μm，雙熔點(diǎn)PET纖維直徑為10?20μm，玻璃纖維直徑為

0.5?5μm，增強(qiáng)液由增強(qiáng)劑和水按照質(zhì)量比6.5：100混合而成。

[0090] 增強(qiáng)劑包括以下質(zhì)量百分比的原料：[0091] 氫氧化鈉10％、膠黏劑8％、吸附劑75％、實(shí)施例3的改性石墨烯7％。[0092] 吸附劑由以下步驟制成：[0093] 配制濃度0.4g/L的高錳酸鉀溶液，加入活性炭纖維，超聲振蕩3h后靜置48h，抽濾，濾餅用去離子水洗滌4次后置于100℃烘箱中干燥至恒重，球磨過500目篩，得到吸附劑，活性炭纖維和高錳酸鉀溶液的用量比為1g：10mL。[0094] 膠黏劑為三醛膠黏劑、聚氨酯膠黏劑、丙烯酸酯膠黏劑、淀粉改性酚醛膠黏劑和聚醋酸乙烯膠黏劑按照質(zhì)量比1：1：1：1：1混合。[0095] 如圖4?5所示，將實(shí)施例5的濾材采用打折加工形成單層進(jìn)氣通道，然后進(jìn)行堆疊形成濾芯，用于汽車濾清器中。[0096] 實(shí)施例7[0097] 一種燃料電池陰極空濾吸附濾材，由原紙基材表面涂布增強(qiáng)液得到；[0098] 該燃料電池陰極空濾吸附濾材由以下步驟制成：[0099] 第一步、制備原紙基材：將纖維原料碎解20min，然后加入吸附劑和助劑，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至抄前池，向抄前池中加入水調(diào)節(jié)混合漿料的固含量為1％，抄紙，抽吸脫水至含水率為55％，得到原紙基材，纖維原料、吸附劑、助劑質(zhì)量比為4.1：5.1：0.8；

[0100] 第二步、輥涂增強(qiáng)液：將原紙基材置于增強(qiáng)液浸漬槽中，采用輥涂方式進(jìn)行兩面上膠，然后在130℃下熱風(fēng)干燥，得到燃料電池陰極空濾吸附濾材。[0101] 其中，纖維原料、吸附劑和助劑的質(zhì)量比為4.1：5.1：0.8，助劑由聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷按照質(zhì)量比1：3混合而成，纖維原料由增強(qiáng)纖維和木漿纖維按照質(zhì)量比90：10組成，增強(qiáng)纖維由PET纖維、雙熔點(diǎn)PET纖維、玻璃纖維按照質(zhì)量比70：10：10組成，木漿纖維直徑為10?50μm，PET纖維直徑為2?20μm，雙熔點(diǎn)PET纖維直徑為10?20μm，玻璃纖維直徑為

0.5?5μm，增強(qiáng)液由增強(qiáng)劑和水按照質(zhì)量比7：100混合而成。

[0102] 增強(qiáng)劑包括以下質(zhì)量百分比的原料：[0103] 碳酸氫鈉10％、聚氨酯膠黏劑10％、吸附劑70％、實(shí)施例4的改性石墨烯10％。[0104] 所述吸附劑由以下步驟制成：[0105] 配制濃度0.5g/L的高錳酸鉀溶液，加入活性炭纖維，超聲振蕩3h后靜置72h，抽濾，濾餅用去離子水洗滌5次后置于100℃烘箱中干燥至恒重，球磨過500目篩，得到吸附劑，活性炭纖維和高錳酸鉀溶液的用量比為1g：10mL。[0106] 所述膠黏劑為硅酸鈉膠黏劑、氧化銅?磷酸膠黏劑、環(huán)氧樹脂膠黏劑、三醛膠黏劑、聚氨酯膠黏劑、丙烯酸酯膠黏劑、淀粉改性酚醛膠黏劑和聚醋酸乙烯膠黏劑中的一種或多種按照任意比例混合。[0107] 對比例3[0108] 將實(shí)施例5中的改性石墨烯替換成對比例1所得產(chǎn)品，其余原料及步驟同實(shí)施例5。[0109] 對比例4[0110] 將實(shí)施例6中的改性石墨烯替換成對比例2所得產(chǎn)品，其余原料步驟同實(shí)施例6。[0111] 對比例5[0112] 將實(shí)施例7中吸附劑替換成活性炭，其余原料及步驟同實(shí)施例7。[0113] 將實(shí)施例5?7和對比例3?5所得濾材進(jìn)行測試，依據(jù)GB/T2406.2—2009標(biāo)準(zhǔn)測試濾材的極限氧指數(shù)(LOI)，樣品尺寸為10mm×10mm×4mm；使用透氣度測試儀測定透氣性，測試2

過程壓力為100Pa，測試面積為100cm ；根據(jù)GB/T454—2002測定濾紙耐破度；采用TS18130測試臺(tái)測試各組濾材的過濾效率，通過光度計(jì)測量經(jīng)過被測樣品上下游顆粒物的濃度而計(jì)算出過濾效率，測試氣溶膠采用質(zhì)量中值直徑為0.26μm的NaCl；測試結(jié)果如表1所示：

[0114] 表1[0115]項(xiàng)目 LOI(％) 耐破度/kPa 透氣度(mm/s) 過濾效率(％)

實(shí)施例5 28.4 288 198 99.3

實(shí)施例6 27.5 273 200 98.7

實(shí)施例7 27.9 281 200 98.6

對比例3 24.7 264 188 85.8

對比例4 22.3 259 162 81.4

對比例5 26.3 267 191 80.3

[0116] 由表1可以看出，實(shí)施例5?7的濾材阻燃性能高，耐破度好，并且透氣度高、過濾效率優(yōu)異。[0117] 將實(shí)施例5?7和對比例3?5所得濾材進(jìn)行有機(jī)氣體去除性測試，測試過程如下：[0118] 以甲醛、氨氣、硫化氫、二氧化氮為待測有機(jī)氣體。[0119] 以甲醛氣體的調(diào)制為例：將濃度0.6％的甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體放進(jìn)一個(gè)容量5L的PF軟質(zhì)材質(zhì)容器內(nèi)，以普通空氣將其稀釋成3L(氣體濃度0.008％?0.01％)后，將容器上的小活拴旋閉，得氣體容器，準(zhǔn)備一個(gè)與上述容器同樣的容器，排出容器內(nèi)的空氣，再以熱粘著膜或透明聚丙烯材質(zhì)的膠布將切口密封，即為試驗(yàn)體容器。將上述的氣體容器與試驗(yàn)容器以矽質(zhì)軟管連通，矽質(zhì)軟管內(nèi)粘貼實(shí)施例6?8和對比例4?6所得濾材，并推擠氣體容器，在溫室下靜置240min，以檢知管分兩次測定試驗(yàn)體容器中氣體濃度，取平均值，計(jì)算有機(jī)氣體的去除率，測試結(jié)果如表2所示：[0120] 表2[0121][0122] 由表2可以看出，相比于對比例3?5，實(shí)施例5?7的濾材對有機(jī)氣體的吸附率更好，具有更好的空氣過濾性能。[0123] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。[0124] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。