本發(fā)明涉及催化劑，尤其是涉及一種復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用、冰箱。

背景技術(shù)：

1、冰箱在制造完成下線后，內(nèi)飾使用的塑料、膠帶、海綿和泡沫等材料，就開始散發(fā)出vocs（揮發(fā)性有機物）。用戶初次打開冰箱時，往往會聞到“異味”，這其實就是材料散發(fā)的vocs，其中包含了烴類、醛類、酯類和苯類等物質(zhì)，不僅氣味刺鼻，還會對人身體有害，消費者往往需要通過多次擦拭、放置碳包、果皮等祛除氣味，給消費者帶來了很多不便。

2、目前針對冰箱內(nèi)材料散發(fā)vocs問題，廠家往往通過以下幾種方式進行控制：從源頭材料端控制，使用低vocs材料，這種方式可以在一定程度上降低味道，但沒有辦法徹底去除。材料的加工工藝和配方導(dǎo)致材料中無法完全去除vocs，低vocs產(chǎn)品價格昂貴?；蛘撸湔麢C下線后，冰箱的間室內(nèi)裝入吸附材料吸附vocs，例如活性炭。但無論是化學(xué)吸附還是物理吸附，均存在吸脫附平衡點，達到吸附平衡后，吸附材料就失去吸附效果，存在脫附風(fēng)險，且吸附材料成本較高。

3、通過氧化劑將vocs氧化分解為無害物質(zhì)是一種可行方案。目前常見的催化氧化分解技術(shù)主要包括：光催化氧化分解材料，其能對甲醛和有機物等進行催化降解，此種催化劑需要在特定能級光源照射下，才具有比較高的催化效果，倉儲期間的冰箱不具備此種條件。臭氧氧化法，臭氧本身具有毒性，人在濃度為0.1-1ppm的臭氧中就會產(chǎn)生頭痛，眼睛灼熱，且呼吸道會受到刺激，不適用于冰箱使用場景，且在冰箱內(nèi)臭氧發(fā)生器無法工作。金屬氧化物催化法，目前常用的是貴金屬、稀土金屬、過渡金屬及其氧化物，貴金屬氧化物催化性能好，但是價格昂貴，同時中毒失活的風(fēng)險較高，稀土金屬和過渡金屬具有相對由于相對價格低廉，同時相對貴金屬催化效果也相對低。因此，如何提高金屬氧化物催化效果的同時，降低使用成本較為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種復(fù)合材料，復(fù)合材料中的改性石墨作為催化劑活化點位間的橋梁，提高了金屬氧化物的氧化還原效率，提升了催化效果，同時使用成本較低。

2、本發(fā)明的第二個目的在于提出一種復(fù)合材料的制備方法。

3、本發(fā)明的第三個目的在于提出一種復(fù)合材料的應(yīng)用。

4、本發(fā)明的第四個目的在于提出一種采用上述復(fù)合材料的冰箱。

5、根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的復(fù)合材料，包括金屬氧化物和改性石墨，其中，所述金屬氧化物分散承載在所述改性石墨上。

6、根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的復(fù)合材料，通過使用改性石墨作為活化點位間的橋梁，提高了電子在石墨上的遷移率，提高了金屬氧化物的氧化還原效率，最終提升催化效果，同時使用成本也較低。此外，采用金屬氧化物催化vocs，能夠在相對較低的溫度下實現(xiàn)對vocs的有效去除，無需外界能源輸入，提高處理效率。而且，金屬氧化物催化劑通常具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在較長時間內(nèi)保持催化活性。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述改性石墨包括石墨摻雜鋰。

8、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：石墨本身具有高的電子遷移率，而鋰的引入增加了載流子濃度，使得電子傳輸更加迅速，從而提高了電子在石墨上的遷移率，有效避免金屬氧化物在充放電過程中的團聚，延長催化劑的使用時間，提升了復(fù)合材料的使用性能。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述改性石墨還包括正十八硫醇、甲基巰基甲醇、二巰基丙醇和二巰基噻二唑中的至少一種。

10、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：正十八硫醇、甲基巰基甲醇、二巰基丙醇或二巰基噻二唑中含有巰基，制得的石墨表面修飾有豐富的巰基，巰基可以與空氣中的vocs氣體產(chǎn)生良好的吸附效果，提高金屬氧化物對vocs的捕捉效果，從而進一步提升催化效率。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，制得所述改性石墨前的石墨包括氧化膨脹石墨。

12、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：氧化膨脹石墨中含有豐富的含氧官能團，可與金屬氧化形成共價鍵，c原子可與o原子形成碳氧化物鍵，與過渡金屬離子形成金屬氧化物鍵，大大提高催化過程中電子遷移率。

13、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述金屬氧化物包括錳氧化物、銅氧化物、鐵氧化物和鈰氧化物的混合物。

14、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：使用mn、cu、fe、ce四種金屬的氧化物進行搭配，協(xié)同配合，可以解決單一金屬氧化物催化vocs種類不足的限制。對金屬氧化物進行納米化處理，提高金屬氧化物的比表面積，增加金屬氧化物催化劑中的活化點位，最終提升常溫條件下的催化效果。

15、根據(jù)上述第一方面實施例所述的復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

16、將鋰鹽溶液和氧化膨脹石墨溶液混合后得到混合液1，將所述混合液1添加至高壓均質(zhì)機中，經(jīng)所述高壓均質(zhì)機處理后得到改性石墨溶液；

17、將金屬氧化物溶液與所述改性石墨溶液混合得到混合液2，將所述混合液2添加至所述高壓均質(zhì)機中，經(jīng)所述高壓均質(zhì)機處理后得到所述復(fù)合材料。

18、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：復(fù)合材料的制備方法簡單，易操作，易實現(xiàn)，提高了復(fù)合材料的制備效率。此外，制得的復(fù)合材料可以在低溫條件下使用，無需外界能源輸入，即可以高效去除空氣中的vocs。

19、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述將鋰鹽溶液和氧化膨脹石墨溶液混合后得到混合液1具體包括：

20、將鋰鹽加入水中，調(diào)整ph至5.0~6.5，在分散機中分散1min~2min得到所述鋰鹽溶液，所述分散機的轉(zhuǎn)速為300r/min~500r/min；

21、將氧化膨脹石墨加入至水中，后添加分散劑，在所述分散機攪拌成均勻溶液，在高速剪切機中剪切15min~20min得到所述氧化膨脹石墨溶液，其中，所述分散機的轉(zhuǎn)速為300r/min~500r/min，所述高速剪切機的轉(zhuǎn)速為2800r/min~3000r/min；

22、將所述鋰鹽溶液和所述氧化膨脹石墨溶液按照體積比1:1~2:1混合得到所述混合液1。

23、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：鋰鹽的材料來源廣，易購得，有利于復(fù)合材料的制備。將鋰鹽加入水中后，可以通過添加一定量的酸調(diào)節(jié)溶液的ph至上述規(guī)定范圍，在分散機轉(zhuǎn)速為300r/min~500r/min條件下，分散2min，以保證鋰鹽的完全溶解。

24、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述將氧化膨脹石墨加入至水中，后添加分散劑，在所述分散機攪拌成均勻溶液具體包括：

25、將氧化膨脹石墨加入至水中，添加十二烷基苯磺酸鈉或?qū)妆交撬徕c，后添加正十八硫醇、甲基巰基甲醇、二巰基丙醇和二巰基噻二唑中的至少一種，在所述分散機攪拌成均勻溶液。

26、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：分散劑可以采用十二烷基苯磺酸鈉或?qū)妆交撬徕c，分散效果好，材料易購得，有利于氧化膨脹石墨溶液的制備。此外，通過在溶液中添加正十八硫醇、甲基巰基甲醇、二巰基丙醇和二巰基噻二唑中的一種或幾種，正十八硫醇、甲基巰基甲醇、二巰基丙醇或二巰基噻二唑中含有巰基，制得的石墨表面修飾有豐富的巰基，巰基可以與空氣中的vocs氣體產(chǎn)生良好的吸附效果，提高金屬氧化物對vocs的捕捉效果，從而進一步提升催化效率。

27、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述將所述改性石墨溶液與金屬氧化物溶液混合得到混合液2具體包括：

28、將錳鹽、銅鹽、鐵鹽和鈰鹽分別加入水中，調(diào)節(jié)ph至7.0~9.0，加入高錳酸鉀溶液，在70℃~200℃的水浴條件下加熱4h~5h，得到所述金屬氧化物溶液；

29、將所述金屬氧化物溶液與所述改性石墨溶液按照體積比1:1~3:1混合，在功率為20khz~40khz的條件下超聲分散10min~30min得到所述混合液2。

30、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：復(fù)合材料的制備步驟少，操作簡單，有利于復(fù)合材料的高效率生產(chǎn)加工。此外，復(fù)合材料制備的操作條件要求低，易于實現(xiàn)，降低了復(fù)合材料的加工難度。

31、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述鋰鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~5%，所述氧化膨脹石墨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~5%，所述金屬氧化物溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%。

32、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：水含量較多，復(fù)合材料的材料成本較低。同時，也可以保證復(fù)合材料的催化使用效果。

33、根據(jù)上述第一方面實施例所述的復(fù)合材料的應(yīng)用，或根據(jù)上述第二方面實施例所述制備方法制得的復(fù)合材料的應(yīng)用。

34、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：復(fù)合材料可以用在不同的催化件例如催化劑涂料、催化布和催化瓦楞塊中，以有效地去除對應(yīng)使用空間內(nèi)的vocs，應(yīng)用范圍廣，使用方便。

35、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，包括所述復(fù)合材料在催化劑涂料、催化布和催化瓦楞塊的應(yīng)用。

36、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：復(fù)合材料可以制作成不同形態(tài)的產(chǎn)品，以通過不同的方式用于不同的場合。

37、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，當(dāng)所述復(fù)合材料用于所述催化劑涂料時，所述催化劑涂料還包括二氧化硅氣溶膠；或，

38、當(dāng)所述復(fù)合材料用于所述催化瓦楞塊時，按重量份計，所述催化瓦楞塊成型前包括：25份~110份草漿、10份~20份所述復(fù)合材料、5份~20份咖啡渣、2份~30份pet短纖維和水制得的混合漿液，其中，所述混合漿液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~20%。

39、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：通過添加二氧化硅氣溶膠，可以使得具有催化活性的金屬氧化物位于催化劑涂料的表面，從而使得氣體與催化劑涂料接觸時可以有效地催化分解vocs，進而提高催化劑涂料的使用效果。

40、根據(jù)本發(fā)明第四方面實施例的冰箱，包括：柜體，所述柜體形成有開口；門體，所述門體設(shè)于所述開口處，用于打開和關(guān)閉所述開口，所述門體和所述柜體共同限定出容納腔；至少一個層架，所述層架設(shè)在所述容納腔內(nèi)；至少一個固定結(jié)構(gòu)，所述固定結(jié)構(gòu)可拆卸地設(shè)在所述層架與所述柜體之間，用于在所述冰箱的運輸過程中固定所述層架；所述冰箱還包括：催化件，所述催化件置于所述容納腔內(nèi)或設(shè)在所述固定結(jié)構(gòu)上；其中，所述催化件包括根據(jù)上述第一方面實施例所述的復(fù)合材料，或根據(jù)上述第二方面實施例所述制備方法制得的復(fù)合材料。

41、上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果：有利于冰箱中異味的去除，提升了用戶使用體驗。

42、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。