本申请涉及空气过滤滤材领域，尤其涉及一种含石墨烯材料和竹原纤维的空气过滤布。
背景技术：
随着人类工业的发展，不重视环保的结果是产生大量空气污染，当其呈现足够的浓度、达到足够的时间时，会对人类的健康、环境等产生较大的危害。
为防止空气污染危害人们的生活健康，通常采用过滤技术来对空气进行过滤，现有技术中，空气过滤滤材虽能过滤一些有害物质，但是其吸附力并不强，而且不具备杀菌、抗菌能力，对空气中有机物的过滤、降解效果不明显。
石墨烯是一种物化性能十分优异的新型材料，具有很高的机械强度、弹性、导热性、导电性，从实际应用角度考虑，将纳米石墨烯材料转变为宏观结构材料中无疑具有实际意义。石墨烯可以作为一种理想的填料来制备高性能纤维滤材，明显提成过滤效果。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种含石墨烯材料和竹原纤维的空气过滤布，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种含石墨烯材料和竹原纤维的空气过滤布，该空气过滤布包括hepa层、石墨烯基聚氨酯纤维层、竹原纤维层，该hepa层下方设置石墨烯基聚氨酯纤维层，石墨烯基聚氨酯纤维层下方设置竹原纤维层，该竹原纤维层采用竹原纤维压制而成；该石墨烯基聚氨酯纤维层为石墨烯/纳晶纤维素/聚苯胺/热塑性聚氨酯复合纤维维编织而成。
优选地，所述的复合纤维具有介孔结构，该复合纤维中还包括碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子。
优选地，所述的复合纤维中，石墨烯的质量百分比为2～4％。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的空气过滤布中，该hepa层主要对空气中颗粒物产生过滤效果，该石墨烯基聚氨酯纤维层能够对空气中有机污染物产生很强的吸附能力，对甲醛、苯等污染物的吸附效果明显，再加上竹原纤维良好的透气性、瞬间吸水性，大大提高了本申请空气过滤布的吸附能力及抗菌能力。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明空气过滤布的结构示意图；
其中，1-hepa层，2-石墨烯基聚氨酯纤维层，3-竹原纤维层。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种含石墨烯材料和竹原纤维的空气过滤布，结合图1，所述空气过滤布包括hepa层1、石墨烯基聚氨酯纤维层2、竹原纤维层3，该hepa层1下方设置石墨烯基聚氨酯纤维层2，石墨烯基聚氨酯纤维层2下方设置竹原纤维层3，该竹原纤维层3采用竹原纤维压制而成，或者采用其它纤维混合压制而成。
采用上述结构，该hepa层1主要对空气中颗粒物产生过滤效果，该石墨烯基聚氨酯纤维层2能够对空气中有机污染物产生很强的吸附能力，对甲醛、苯等污染物的吸附效果明显，再加上竹原纤维良好的透气性、瞬间吸水性，大大提高了本申请空气过滤布的吸附能力及抗菌能力。
具体的，该石墨烯基聚氨酯纤维层2为一种复合纤维编织而成，该复合纤维具体为一种石墨烯/纳晶纤维素/聚苯胺/热塑性聚氨酯复合纤维，并且，该复合纤维具有介孔结构，该复合纤维中还包括碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子。
上述的复合纤维中，该碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子作为纳米填料，可以有效提高所述复合纤维的强度、导电性、疏水性等，有效提高复合纤维的综合性能；并且，该介孔结构能够吸附透过hepa层1的颗粒污染物。
优选地，上述的复合纤维中，所述复合纤维的纤维直径为400nm，介孔孔径为30nm。
优选地，上述的复合纤维中，石墨烯的质量百分比为2～4％。
石墨烯可以作为一种理想的填料来制备高性能纤维滤材，该纤维滤材在机械性能、导热、导电等性能方面均具有优势，然而，由于石墨烯的团聚现象不利于其在溶液中分散，从而影响纤维滤材性能的发挥。
为解决石墨烯的分散问题，本申请的技术方案中，将石墨烯添加到热塑性聚氨酯基质中，制备了石墨烯基聚氨酯复合纤维，同时，添加有纳晶纤维素和聚苯胺，纳晶纤维素和聚苯胺能够与石墨烯之间形成氢键以及静电力相互作用，并且，一部分纳晶纤维素和聚苯胺有可能穿插在石墨烯片层之间，使得纳晶纤维素、聚苯胺、石墨烯能在溶液中良好分散。
此外，在上述复合纤维制备过程中，在纺丝溶液中添加发泡剂，使得该复合纤维表现为介孔结构，该介孔结构能够吸附颗粒污染物。
在具体实施方式中，该复合纤维中包含tio2纳米粒子，tio2纳米粒子的质量百分比为6％，tio2纳米粒子的粒径为30nm。
tio2具有光降解有机物、催化杀菌等作用，纳米tio2在一定波长的光照下能使有机物发生降解，作为一种重要的抗菌材料，纳米tio2具有许多独特的性质，通常用于抗腐蚀材料、光催化材料等；本申请技术方案中，在石墨烯复合纤维中添加tio2纳米粒子，该tio2纳米粒子在复合纤维中均匀分布，使得该复合纤维在抗菌方面表现优秀的性能；此外，由于热塑性聚氨酯表现为一种疏水性的高分子材料，该tio2纳米粒子与热塑性聚氨酯结合，有利于空气过滤布疏水性的提升。
在具体实施方式中，该复合纤维中包含碳纳米管，碳纳米管的质量百分比为3％。
碳纳米管具有多方面的优异性能，其耐强酸、强碱，热稳定性好，在场致电子发射、储氢等方面具有广泛应用；本申请技术方案中，利用碳纳米管的轴向韧性、强度、导电性，在复合纤维中添加碳纳米管，该碳纳米管沿复合纤维方向排列，使得该空气过滤布表现优异的强度、韧性、导电性。
在具体实施方式中，该复合纤维中包含fe3o4纳米粒子，fe3o4纳米粒子的质量百分比为4％，fe3o4纳米粒子的粒径为50nm。
fe3o4具有高的磁导率，是一种重要的吸波材料，本申请的复合纤维中，通过添加fe3o4纳米粒子，将其与石墨烯、碳纳米管结合，使得该复合纤维表现良好的吸波性能，对电磁波具有一定的屏蔽能力。
此外，上述的复合纤维具有显著的高导电性、强度、韧性，同时，还具有一定的抗菌性、疏水性、吸波性，实现了石墨烯基复合纤维综合性能的提升。
在具体实施方式中，本申请所述空气过滤布的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1，压制竹原纤维层3；
步骤2，制备石墨烯基聚氨酯纤维层2
a)通过改进的hummers法制备氧化石墨烯(go)；
b)将制备好的氧化石墨烯(go)水相分散液、纳晶纤维素水相分散液分别稀释至1.2mg/mg、2.9mg/ml，将其分别超声分散2h，各取60ml加入到烧瓶中混合，然后加入0.53g的聚苯胺，超声分散3h，再加入0.9ml的水合肼，95℃下磁力搅拌反应5h后，旋蒸至合适浓度，烘干，即得还原氧化石墨烯(rgo)；
c)将体积比为7:6的n,n-二甲基甲酰胺和丙酮混合，得混合溶剂，然后加入聚氨酯，磁力搅拌2h，得到质量浓度为9％的聚氨酯纺丝液；
d)向上述的聚氨酯纺丝液加入一定量的还原氧化石墨烯粉末，然后再加入碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子，超声分散3h，随后再加入偶氮二甲酸二异丙酯作为发泡剂，继续超声1h，得到聚氨酯复合纺丝溶液；
e)将上述的聚氨酯复合纺丝溶液静电纺丝，静电纺丝条件为电压20kv，注射速率为1.2ml/h，接收距离为16.5cm，纺丝时间为10h，收集到复合纤维并置于70℃的恒温烘干箱内，干燥2h，得到石墨烯基复合纤维，将其编织形成石墨烯基聚氨酯纤维层2。
步骤3，将hepa层1、石墨烯基聚氨酯纤维层2、竹原纤维层3按照顺序复合形成本申请的空气过滤布。
实施例1
本申请所述空气过滤布的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1，压制竹原纤维层3；
步骤2，制备石墨烯基聚氨酯纤维层2
a)通过改进的hummers法制备氧化石墨烯(go)；
b)将制备好的氧化石墨烯(go)水相分散液、纳晶纤维素水相分散液分别稀释至1.2mg/mg、2.9mg/ml，将其分别超声分散2h，各取60ml加入到烧瓶中混合，然后加入0.53g的聚苯胺，超声分散3h，再加入0.9ml的水合肼，95℃下磁力搅拌反应5h后，旋蒸至合适浓度，烘干，即得还原氧化石墨烯(rgo)；
c)将体积比为7:6的n,n-二甲基甲酰胺和丙酮混合，得混合溶剂，然后加入聚氨酯，磁力搅拌2h，得到质量浓度为9％的聚氨酯纺丝液；
d)向上述的聚氨酯纺丝液加入一定量的还原氧化石墨烯粉末，然后再加入碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子，超声分散3h，随后再加入偶氮二甲酸二异丙酯作为发泡剂，继续超声1h，得到聚氨酯复合纺丝溶液；
e)将上述的聚氨酯复合纺丝溶液静电纺丝，静电纺丝条件为电压20kv，注射速率为1.2ml/h，接收距离为16.5cm，纺丝时间为10h，收集到复合纤维并置于70℃的恒温烘干箱内，干燥2h，得到石墨烯基复合纤维，将其编织形成石墨烯基聚氨酯纤维层2。
步骤3，将hepa层1、石墨烯基聚氨酯纤维层2、竹原纤维层3按照顺序复合形成本申请的空气过滤布。
本实施例的石墨烯基聚氨酯纤维层2中，该石墨烯的质量百分比为2％。
实施例2
本申请所述空气过滤布的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1，压制竹原纤维层3；
步骤2，制备石墨烯基聚氨酯纤维层2
a)通过改进的hummers法制备氧化石墨烯(go)；
b)将制备好的氧化石墨烯(go)水相分散液、纳晶纤维素水相分散液分别稀释至1.2mg/mg、2.9mg/ml，将其分别超声分散2h，各取60ml加入到烧瓶中混合，然后加入0.53g的聚苯胺，超声分散3h，再加入0.9ml的水合肼，95℃下磁力搅拌反应5h后，旋蒸至合适浓度，烘干，即得还原氧化石墨烯(rgo)；
c)将体积比为7:6的n,n-二甲基甲酰胺和丙酮混合，得混合溶剂，然后加入聚氨酯，磁力搅拌2h，得到质量浓度为9％的聚氨酯纺丝液；
d)向上述的聚氨酯纺丝液加入一定量的还原氧化石墨烯粉末，然后再加入碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子，超声分散3h，随后再加入偶氮二甲酸二异丙酯作为发泡剂，继续超声1h，得到聚氨酯复合纺丝溶液；
e)将上述的聚氨酯复合纺丝溶液静电纺丝，静电纺丝条件为电压20kv，注射速率为1.2ml/h，接收距离为16.5cm，纺丝时间为10h，收集到复合纤维并置于70℃的恒温烘干箱内，干燥2h，得到石墨烯基复合纤维，将其编织形成石墨烯基聚氨酯纤维层2。
步骤3，将hepa层1、石墨烯基聚氨酯纤维层2、竹原纤维层3按照顺序复合形成本申请的空气过滤布。
本实施例的石墨烯基聚氨酯纤维层2中，该石墨烯的质量百分比为3％。
实施例3
本申请所述空气过滤布的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1，压制竹原纤维层3；
步骤2，制备石墨烯基聚氨酯纤维层2
a)通过改进的hummers法制备氧化石墨烯(go)；
b)将制备好的氧化石墨烯(go)水相分散液、纳晶纤维素水相分散液分别稀释至1.2mg/mg、2.9mg/ml，将其分别超声分散2h，各取60ml加入到烧瓶中混合，然后加入0.53g的聚苯胺，超声分散3h，再加入0.9ml的水合肼，95℃下磁力搅拌反应5h后，旋蒸至合适浓度，烘干，即得还原氧化石墨烯(rgo)；
c)将体积比为7:6的n,n-二甲基甲酰胺和丙酮混合，得混合溶剂，然后加入聚氨酯，磁力搅拌2h，得到质量浓度为9％的聚氨酯纺丝液；
d)向上述的聚氨酯纺丝液加入一定量的还原氧化石墨烯粉末，然后再加入碳纳米管、tio2纳米粒子、fe3o4纳米粒子，超声分散3h，随后再加入偶氮二甲酸二异丙酯作为发泡剂，继续超声1h，得到聚氨酯复合纺丝溶液；
e)将上述的聚氨酯复合纺丝溶液静电纺丝，静电纺丝条件为电压20kv，注射速率为1.2ml/h，接收距离为16.5cm，纺丝时间为10h，收集到复合纤维并置于70℃的恒温烘干箱内，干燥2h，得到石墨烯基复合纤维，将其编织形成石墨烯基聚氨酯纤维层2。
步骤3，将hepa层1、石墨烯基聚氨酯纤维层2、竹原纤维层3按照顺序复合形成本申请的空气过滤布。
本实施例的石墨烯基聚氨酯纤维层2中，该石墨烯的质量百分比为4％。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。