纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

摘要:

本发明属于空气过滤材料技术领域,具体涉及一种纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质。其特征在于所述过滤介质由纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为:纳米光触媒0.5%-1.0%、纳米活性炭1.0%-4.0%、载体树脂95%-98.5%。采用本发明过滤介质,可以使常规高效率过滤层无法捕集的有机分子气溶胶被纳米炭纤维的活性炭颗粒非常快速的吸附,具有耐水洗、不掉炭颗粒的特性,并可与其他材料压延各类高效过滤介质组合使用。另外,本发明过滤器经吸附饱和后可置于太阳或紫外灯下光照再生,大大延长整体过滤器的使用寿命。 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

申请号: CN201010155172.8 专利名称: 纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质 申请(专利权)人: [杭州卡丽科技有限公司] 发明人: [易元利, 沈亚斌] 其他信息:
< p > 1.纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质,其特征在于所述过滤介质由 纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性 炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为: < /p > < p > 纳米光触媒        0.5%-1.0% < /p > < p > 纳米活性炭        1.0%-4.0% < /p > < p > 载体树脂          95%-98.5%, < /p > < p > 所述纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的生产方法包括以下步骤: < /p > < p > 1)、将纳米光触媒通过沉积法沉积在纳米活性炭颗粒的表面和大孔隙内壁上, 形成100-800nm的光触媒-活性炭复合颗粒; < /p > < p > 2)、在150℃条件下干燥纳米光触媒-活性炭复合颗粒,使得其含水量不高于 0.8wt%; < /p > < p > 3)、将复合颗粒置于转速为4000-4500rpm的搅拌器中,加入部分载体、偶联 剂后持续搅拌4h制得悬乳液; < /p > < p > 4)、继续往悬乳液中添加载体切片并以1000-2000rpm搅拌,加入表面活性 剂、分散剂及消泡剂,搅拌充分后由造粒机制得纳米光触媒-活性炭母粒。 < /p > < p > 5)、将母粒与载体树脂切片按比例混熔后,通过无纺工艺制得纳米光触媒- 活性炭纤维无纺布。 < /p > < p > 2.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米活性 炭粒径为100nm-800nm,纳米光触媒粒径为5nm-100nm。 < /p > < p > 3.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述纳米光触媒- 活性炭纤维无纺布通过纺粘或熔喷工艺制得。 < /p > < p > 4.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的过滤基材 为聚四氟乙烯复合材料、熔喷非织造物、聚酯非织造物的一种。 < /p > < p > 5.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米光触 媒-活性炭纤维无纺布与过滤基材的复合方式为通过热轧或胶粘剂 或超声波贴合的一种。 < /p > < p > 6.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的载体树脂 为聚酯、聚丙烯或尼龙。 < /p > < p > 7.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米光触 媒-活性炭母粒的组分重量百分比为: < /p > < p > < img id="ifm0001" src="${rootURL}/view/CN101804275B/20120201/FSB00000603039700021.TIF" width="700" height="379" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no" > < br > < /p > < p > 8.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米光触 媒为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米银。 < /p > < p > 9.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米活性 炭取自粉碎后的竹炭或壳炭。 < /p >
< p > 纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明属于空气过滤材料技术领域,具体涉及一种纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质,主要用于家用电器过滤单元中,是一种具有高粉尘捕集率、高吸附值、抗菌、除臭、耐水洗、长寿命等特性的功能性空气过滤材料。  < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 随着工业的迅猛发展、交通的便捷快速和环境的日益恶化,各种化学和生物制品的使用越来越多,释放在空气中的污染物及微生物数量或浓度日趋恶化,各种新型细菌、疾病日益增多且危害性巨大。在日常生活中,如居室、厨房、厕所以及公共场所等,由于人们频繁的生活活动,都会不可避免的给周围环境带来一定的污染。据相关资料调查,其空气中的污染物主要含有H < sub > 2 < /sub > S、SO < sub > 2 < /sub > 、CO、NH < sub > 3 < /sub > 、装修的挥发性溶剂、油烟及汗酸臭味等这些气体大都以气相的分子存在。此外,人的嗅觉可以分辨的臭味,主要是含有氨基氮和巯基硫化物(如氢化硫,硫醇,硫醚,异戊酸,胺基和氨基)的小分子有机化合物,通常这类气体分子直径都小于0.3um。  < /p > < p > 现阶段市场上大部分室内净化器主要以去除可视颗粒物为主要目的,其过滤网大都采用HEPA级滤纸(99.97%0.3um气溶胶),这类过滤器主要是对0.3um以上的颗粒物进行过滤分离。但是对于小于0.3um的有害气溶胶并没有有效去除,造成的二次污染并再次影响我们的生活环境。因此人们迫切需要各种能够长期发挥作用、有效清除室内有毒、有害气体,并且不产生二次污染的吸附高效过滤材料。  < /p > < p > 尽管去除有害气溶胶的方法有很多种,经验表明,采用活性炭吸附法最为快捷有效。活性炭作为一种重要的碳素材料,由微晶炭和无定型炭构成,含有数量不等的灰分,是一种黑色多孔固体,空隙率结构发达,具有巨大的比表面积和超强的吸附能力,比表面积可高达1000-3000m < sup > 2 < /sup > /g,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。在气相吸附领域主要以颗粒状、粉状、纤维状等形态出现,由于活性炭比表面积的有限性,即使具有很高的吸附值,经吸附一段时间后,也会达到饱和。因此如何将活性炭变成可再生,一直是个难题。  < /p > < p > 由于活性炭颗粒之间相互不粘结和散乱脱离,因此在设计制作活性炭过滤器的时候主要以活性炭包、胶粘剂活性炭无纺布等蓬松的形式来运用。但是在空间狭小的过滤单元中,很难将这类活性炭有效利用。  < /p > < p > 另外,常规的活性炭过滤层都是不可再生的,若与一些长寿命的高效过滤器配合使用,其活性炭的吸附寿命远远低于过滤滤纸的寿命,往往一个过滤器要配若干个活性炭过滤层来满足需求,导致用户使用成本的上升和不便。  < /p > < p > < b > 发明内容 < /b > < /p > < p > 本发明的目的是提供一种既具有高过滤效率,又具有可再生吸附功能的长寿命空气过滤材料,一种纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质。  < /p > < p > 本发明的技术方案是:  < /p > < p > 纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质,其特征在于所述过滤介质由纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为:  < /p > < p > 纳米光触媒        0.5%-1.0%  < /p > < p > 纳米活性炭        1.0%-4.0%  < /p > < p > 载体树脂          95%-98.5%。  < /p > < p > 所述的纳米活性炭粒径为100nm-800nm,纳米光触媒粒径为5nm-100nm。  < /p > < p > 所述纳米光触媒-活性炭纤维无纺布通过纺粘或熔喷工艺制得。  < /p > < p > 所述的过滤基材为聚四氟乙烯复合材料、熔喷非织造物、聚酯非织造物的一种。  < /p > < p > 所述的纳米光触媒-活性炭纤维无纺布与过滤基材的复合方式为通过热轧或胶粘贴合。  < /p > < p > 所述的载体树脂为聚酯、聚丙烯或尼龙。  < /p > < p > 纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的生产方法,其特征在于所述的生产方法包括以下步骤:  < /p > < p > 1)、将纳米光触媒通过沉积法沉积在纳米活性炭的表面和大孔隙内壁上,形成均匀的光触媒-活性炭复合颗粒;  < /p > < p > 2)、在150℃条件下干燥纳米光触媒-活性炭复合颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 3)、将复合颗粒置于转速为4000-4500rpm的搅拌器中,加入部分载体、偶联剂后持续搅拌4h制得悬乳液;  < /p > < p > 4)、继续往悬乳液中添加载体切片并以1000-2000rpm搅拌,加入表面活性剂、分散剂及消泡剂,搅拌充分后由造粒机制得纳米光触媒-活性炭母粒。  < /p > < p > 5)、将母粒与载体树脂切片按比例混熔后,通过无纺工艺制得纳米光触媒-活性炭纤维无纺布。  < /p > < p > 所述的纳米光触媒-活性炭母粒的组分重量百分比为:  < /p > < p > 光触媒-活性炭复合粉体    30%-40%  < /p > < p > 载体切片                 60%-69.4%  < /p > < p > 分散剂                   0.3%-4%  < /p > < p > 偶联剂                   0.2%-3%  < /p > < p > 消泡剂                   0.1%-1%。  < /p > < p > 所述的纳米光触媒为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米银。  < /p > < p > 所述的纳米活性炭取自粉碎后的竹炭或壳炭。  < /p > < p > 本发明的具体技术路线是将纳米光触媒颗粒通过沉积法沉积在纳米炭粉的表面和炭粉的大孔隙内壁上,形成均匀的光触媒-活性炭复合颗粒;再将颗粒与载体按比例混合做成母 粒,最后将母粒和载体按比例混合放入纺粘、熔喷等无纺布设备纺丝成纤维,使每根纤维的表面均匀布满复合颗粒,而高分子的载体树脂起到粘结、固定复合颗粒的作用。其纺制的含光触媒-活性炭复合颗粒的纤维均匀的分布在速度可调的接受帘上,经高温热轧辊压点粘结、收卷、切边成所需克重的含有1.0-3.0wt%纳米活性炭、含0.5-1.0wt%纳米光触媒的纤维无纺布,最后将该光触媒-活性炭纤维无纺布和高效率过滤基材通过粘胶、热轧等工艺复合而成,可加工成各式形状过滤器。  < /p > < p > 通常过滤器为了降低整体阻力和提高容尘量,都会将材料打褶加工成褶皱状来增大过滤面积,而活性炭是利用其丰富的比表面积来吸附气体,体积越大其吸附的气体越多,它的吸附机理依赖于它丰富的比表面积。而一般颗粒状的活性炭由于非常的松散和蓬松很难与压延的过滤滤纸直接贴合在一起加工使用,即使市场上应用广泛的夹炭无纺布,也是由于其蓬松的厚度导致其有效面积的降低和活性炭的不可再生性,而只能在特定的环境空间下勉强使用。对于不可再生的活性炭由于其吸附面积的有限性,也决定了它很难与长寿命的高效过滤层组合达到同步报废的要求。  < /p > < p > 采用本发明过滤介质,可以使常规高效率过滤层无法捕集的有机分子气溶胶被纳米炭纤维的活性炭颗粒非常快速的吸附,由于纳米光触媒-活性炭颗粒均匀分散在载体纤维的表面,载体高分子起到固定粘结纳米颗粒的作用,具有耐水洗、不掉炭颗粒的特性。  < /p > < p > 此外,所制成的无纺布各项指标接近其纯载体无纺布指标参数,这将非常有利于拓展纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和其他压延各类高效过滤介质组合使用。另外,在实际的使用中纳米活性炭层通常置放于过滤元件的出风面,其打褶材料所提供的波浪型结构可以为紫外灯充分照射活性炭层提供便利,更有利于活性炭层的再生作业,有利于活性炭层获得较高的再生率。  < /p > < p > 本发明纳米光触媒-活性炭纤维的再生原理如下:  < /p > < p > 在紫外灯光的照射下,  < /p > < p > 1.纳米光触媒-活性炭纤维上的纳米活性炭经一段时间吸附后其活性炭的表面或 大孔径内部布满有机气体分子;  < /p > < p > 2.负载于活性炭表面和大孔径内的光触媒在紫外光的作用下,光触媒导带上电子发生跃迁,生成空穴-电子对,并向光触媒表面扩散;  < /p > < p > 3.空穴-电子在光触媒外表面产生诱导吸附,分别与活性炭表面的有机气体的OH < sup > - < /sup > 和O < sub > 2 < /sub > 作用,产生氧化性极强的活性羟基-OH和超氧粒子O < sub > 2 < /sub > < sup > - < /sup > ;  < /p > < p > 4.由于活性羟基-OH和超氧粒子O < sub > 2 < /sub > < sup > - < /sup > 的强氧化作用,吸附在活性炭外表面位于光触媒周围的吸附质首先发生降解,在活性炭的光再生过程中,紫外光能够直接照射到活性炭大孔中所负载的光触媒,其周围吸附的有机物质直接被光催化降解,使大孔中的污染有机物质浓度降低,形成活性炭大孔周围有机吸附质的浓度差。在浓度差的作用下,活性炭微孔中的吸附质向中孔和大孔内扩散,使光触媒对大孔中的有机污染物质的降解得以继续进行。经过若干中间步骤,被逐渐分解为小分子物质,最终分解为H < sub > 2 < /sub > O、CO < sub > 2 < /sub > 及无害盐类。  < /p > < p > 实践表明,本发明以纳米光触媒-活性碳纤维无纺布为基本架构做成的复合过滤介质,所制成的过滤器经吸附饱和后置于太阳或紫外灯下光照再生作业,并将有机气体分解成CO < sub > 2 < /sub > 和水从而使活性炭得到了重生,纳米光触媒-活性碳纤维层又恢复了其吸附性。这将大大延长整体过滤器的使用寿命。  < /p > < p > 本发明技术方案较佳地采用粒径为100-800nm的纳米光触媒-活性碳复合颗粒,其中纳米炭颗粒的粒径为300-800nm,比表面积大于2000m < sup > 2 < /sup > /g,碘吸附值大于1000mg/g;采用的纳米光触媒直径为5-20nm,纳米光触媒-活性碳纤维直径为1-5um。  < /p > < p > 本发明的纳米光触媒-活性碳纤维无纺布为吸附过滤层,可与任何不同效率、不同硬挺度、不同厚度的过滤材料组合成复合过滤介质,均可被构成任何期望的过滤形式,例如:滤筒、平盘、灌、板、包和袋。在上述结构中的内部,该介质基本上可被打褶、卷曲或置于支撑结构中。本发明的复合过滤介质可用于任何传统的结构,包括平板过滤器、椭圆形过滤器、筒状过滤器、螺旋盘绕状过滤器结构,且可用于褶状的Z型过滤器、V-bank或其他包括该介质成有用形状或轮廓的几何构造。  < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1为本发明纳米纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质热压复合剖面结构示意图  < /p > < p > 图2为本发明纳米纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质胶粘剂复合剖面结构示意图  < /p > < p > 图3为本发明的复合过滤介质剖面结构示意图  < /p > < p > 图4为胶粘复合工艺示意图  < /p > < p > 图5为纳米光触媒-活性炭纤维空气过滤介质再生实验示意图  < /p > < p > 其中:纳米光触媒-活性碳纤维无纺布1,硬挺透气过滤基材2,热轧点3,胶粘剂4,为无纺布放卷5,硬挺基材放卷6,辊7,收卷机8,胶粘剂涂覆喷头9,一立方标准恒温恒湿测试箱10,交流风扇11,紫外灯管12,测试样品13,自动甲醛浓度分析仪14,二氧化碳测试仪15,温湿度计16。  < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述。  < /p > < p > 实施例1  < /p > < p > 涤纶纳米二氧化钛-活性竹炭(TiO < sub > 2 < /sub > /BC)纤维无纺布的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > TiO < sub > 2 < /sub > /BC颗粒(粒径500-800nm)    5.0kg  < /p > < p > 聚酯切片                      26.5Kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                    0.1kg  < /p > < p > 液腊                          0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                      0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                      2kg  < /p > < p > 在150℃下干燥TiO < sub > 2 < /sub > /BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500rpm速度下向TiO < sub > 2 < /sub > /BC纳米颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌1h并制得悬乳 液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加2kg聚酯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得TiO < sub > 2 < /sub > /BC母粒,其中TiO < sub > 2 < /sub > /BC含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将TiO < sub > 2 < /sub > /BC母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入纺粘机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到适续接受帘上,得到TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以250℃热轧机对TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到涤纶纳米氧化钛-活性炭纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例2  < /p > < p > 聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > 纳米氧化锌-活性炭(ZnO/BC)颗粒(粒径100-300nm)    3.0kg  < /p > < p > 聚丙烯切片(MFI=8)                              20Kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                                      0.1kg  < /p > < p > 液腊                                            0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                                        0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                                        2kg  < /p > < p > 在150℃下干燥ZnO/BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500RPM速度下向纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加2kg聚丙烯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒,其中纳米氧化锌-活性炭含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得 到1.65丹尼尔的纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米氧化锌-活性炭纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例3  < /p > < p > 尼龙纳米银-活性椰壳炭纤维的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > 纳米银-活性椰壳炭颗粒(粒径300-500nm)    2.5kg  < /p > < p > 尼龙(纤维级I级)切片                     51.75kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                              0.5kg  < /p > < p > 液腊                                    0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                                0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                                1.5kg  < /p > < p > 在150℃下干燥纳米银-椰壳活性炭颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500RPM速度下向纳米银-椰壳活性炭颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加4.15kg尼龙切片并以1000-2000rpm搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米银-椰壳活性炭母粒,其中纳米银-椰壳活性炭含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将纳米银-椰壳活性炭母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得到2.0丹尼尔的纳米银-椰壳活性炭纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米银-椰壳活性炭纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到尼龙纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例4  < /p > < p > 纳米光触媒-活性碳纤维与高效透气过滤材料的复合,结构剖视图如图1和图2所示,其 中图中箭头所指的方向为气流方向。  < /p > < p > 复合方案1)  < /p > < p > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布(E)直接热压复合制备得A1,复合工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力4.5公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案2)  < /p > < p > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m < sup > 2 < /sup > ZnO/BC纤维无纺布(F)直接热压复合制备得B1,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案3)  < /p > < p > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m < sup > 2 < /sup > TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维无纺布(G)直接热压复合制备得C2,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力7公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案4)  < /p > < p > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米银-椰壳活性炭纤维(E)通过胶粘剂复合制备得A2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案5)  < /p > < p > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布(F)通过胶粘剂复合制备得B2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为120℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案6)  < /p > < p > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m < sup > 2 < /sup > TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维无纺布无纺布(G)通过胶粘剂复合制备得C2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为140℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 表1 测试结果对比表  < /p > < p > < tables num="0001" > < /tables > < /p > < p > < colspec colname="c001" colwidth="11%" / > < colspec colname="c002" colwidth="22%" / > < colspec colname="c003" colwidth="15%" / > < colspec colname="c004" colwidth="29%" / > < colspec colname="c005" colwidth="20%" / > < /p > < p > < entry morerows="1" >   材料型号 < /entry > < entry morerows="1" >   透气性  [l/(m < sup > 2 < /sup > .s)] < /entry > < entry morerows="1" >   阻力  (Pa) < /entry > < entry morerows="1" >   过滤效率  (0.3um NaCl%) < /entry > < entry morerows="1" >   碘吸附值  (mg/g) < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   A0 < /entry > < entry morerows="1" >   125 < /entry > < entry morerows="1" >   35 < /entry > < entry morerows="1" >   56 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   A1 < /entry > < entry morerows="1" >   115 < /entry > < entry morerows="1" >   37 < /entry > < entry morerows="1" >   57 < /entry > < entry morerows="1" >   115 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   A2 < /entry > < entry morerows="1" >   120 < /entry > < entry morerows="1" >   38 < /entry > < entry morerows="1" >   57 < /entry > < entry morerows="1" >   120 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   B0 < /entry > < entry morerows="1" >   85 < /entry > < entry morerows="1" >   58 < /entry > < entry morerows="1" >   95 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   B1 < /entry > < entry morerows="1" >   83 < /entry > < entry morerows="1" >   63 < /entry > < entry morerows="1" >   97 < /entry > < entry morerows="1" >   105 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   B2 < /entry > < entry morerows="1" >   82 < /entry > < entry morerows="1" >   62 < /entry > < entry morerows="1" >   96 < /entry > < entry morerows="1" >   110 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   C0 < /entry > < entry morerows="1" >   17 < /entry > < entry morerows="1" >   265 < /entry > < entry morerows="1" >   99.985 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   C1 < /entry > < entry morerows="1" >   18 < /entry > < entry morerows="1" >   275 < /entry > < entry morerows="1" >   99.99 < /entry > < entry morerows="1" >   125 < /entry > < /p > < p > < entry morerows="1" >   C2 < /entry > < entry morerows="1" >   18 < /entry > < entry morerows="1" >   280 < /entry > < entry morerows="1" >   99.985 < /entry > < entry morerows="1" >   108 < /entry > < /p > < p > < tbody > < /tbody > < /p > < p > < /p > < p > 通过以上对比数据可以看出:纳米光触媒-活性炭纤维材料与任何高效过滤材料复合,其复合方式和载体并不影响其对有机气体的吸附值。  < /p > < p > 选取在上述实施例中所制得的B1和C2和30g/m < sup > 2 < /sup > TiO2/BC聚丙烯纤维无纺布(F)材料作为纳米光触媒-活性炭纤维光催化再生实验,测试设备如图5所示。  < /p > < p > 测试方法及步骤:  < /p > < p > 1.将0.5m < sup > 2 < /sup > 材料放入1立方米标准恒温恒湿测试箱内。  < /p > < p > 2.首先通入100级洁净的空气进入容器内8-10分钟,测试容器内污染源需低于仪器测试极限值。  < /p > < p > 3.通微压气体将分析纯甲醛导入到实验箱内,然后开搅拌风扇1-2分钟使其均匀分散。用自动甲醛浓度分析仪测试其甲醛的初始浓度  < /p > < p > 4.用自动甲醛浓度分析仪隔6hr测试甲醛浓度值,用二氧化碳测试仪测试其初始浓度值,然后再用紫外灯照射实验样品2hr进行再生还原,再用二氧化碳测试仪测试材料 降解后的二氧化碳浓度值,并填写相关参数及计算吸附率  < /p > < p > 5.重新注入甲醛气体进行吸附试验,按照步骤3步骤4进行相关操作并填表  < /p > < p > 表2 30g/m2 TiO2/BC聚丙烯纤维光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img wi="700" he="180" file="GSA00000095930900111.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 表3 B1光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img wi="700" he="199" file="GSA00000095930900112.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 表4 C2光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img wi="700" he="201" file="GSA00000095930900113.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 注:二氧化碳增加量被认为全部由甲醛降解生成  < /p > < p > 通过上述实验我们可以得出:纳米光触媒-活性炭纤维空气过滤介质对有机污染物6hr净化率大于95%以上,其再生率可维持在90%的较高水平,随着再生次数增加再生率略有降低。  < /p >
< p > 下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述。  < /p > < p > 实施例1  < /p > < p > 涤纶纳米二氧化钛-活性竹炭(TiO2/BC)纤维无纺布的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > TiO2/BC颗粒(粒径500-800nm)    5.0kg  < /p > < p > 聚酯切片                      26.5Kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                    0.1kg  < /p > < p > 液腊                          0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                      0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                      2kg  < /p > < p > 在150℃下干燥TiO2/BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500rpm速度下向TiO2/BC纳米颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌1h并制得悬乳 液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加2kg聚酯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得TiO2/BC母粒,其中TiO2/BC含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将TiO2/BC母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入纺粘机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到适续接受帘上,得到TiO2/BC纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以250℃热轧机对TiO2/BC纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到涤纶纳米氧化钛-活性炭纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例2  < /p > < p > 聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > 纳米氧化锌-活性炭(ZnO/BC)颗粒(粒径100-300nm)    3.0kg  < /p > < p > 聚丙烯切片(MFI=8)                              20Kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                                      0.1kg  < /p > < p > 液腊                                            0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                                        0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                                        2kg  < /p > < p > 在150℃下干燥ZnO/BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500RPM速度下向纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加2kg聚丙烯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒,其中纳米氧化锌-活性炭含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得 到1.65丹尼尔的纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米氧化锌-活性炭纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例3  < /p > < p > 尼龙纳米银-活性椰壳炭纤维的制备  < /p > < p > 按如下配比准备原料  < /p > < p > 纳米银-活性椰壳炭颗粒(粒径300-500nm)    2.5kg  < /p > < p > 尼龙(纤维级I级)切片                     51.75kg  < /p > < p > 硅烷偶联剂                              0.5kg  < /p > < p > 液腊                                    0.3kg  < /p > < p > 硬脂酸锌                                0.2Kg  < /p > < p > 聚乙烯腊                                1.5kg  < /p > < p > 在150℃下干燥纳米银-椰壳活性炭颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%;  < /p > < p > 在4000-4500RPM速度下向纳米银-椰壳活性炭颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液;  < /p > < p > 向悬乳液中添加4.15kg尼龙切片并以1000-2000rpm搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米银-椰壳活性炭母粒,其中纳米银-椰壳活性炭含量为30-40wt%;  < /p > < p > 将纳米银-椰壳活性炭母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物;  < /p > < p > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得到2.0丹尼尔的纳米银-椰壳活性炭纤维;  < /p > < p > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米银-椰壳活性炭纤维进行热压粘结;  < /p > < p > 切边收卷得到尼龙纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布。  < /p > < p > 实施例4  < /p > < p > 纳米光触媒-活性碳纤维与高效透气过滤材料的复合,结构剖视图如图1和图2所示,其 中图中箭头所指的方向为气流方向。  < /p > < p > 复合方案1)  < /p > < p > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m2纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布(E)直接热压复合制备得A1,复合工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力4.5公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案2)  < /p > < p > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m2ZnO/BC纤维无纺布(F)直接热压复合制备得B1,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案3)  < /p > < p > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m2TiO2/BC纤维无纺布(G)直接热压复合制备得C2,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力7公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案4)  < /p > < p > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m2纳米银-椰壳活性炭纤维(E)通过胶粘剂复合制备得A2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案5)  < /p > < p > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m2纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布(F)通过胶粘剂复合制备得B2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为120℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 复合方案6)  < /p > < p > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m2TiO2/BC纤维无纺布无纺布(G)通过胶粘剂复合制备得C2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为140℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示.  < /p > < p > 表1 测试结果对比表  < /p > < p > < /p > < p > < /p > < p >   材料型号   透气性  [l/(m 2.s)]   阻力  (Pa)   过滤效率  (0.3um NaCl%)   碘吸附值  (mg/g) < /p > < p >   A0   125   35   56   0 < /p > < p >   A1   115   37   57   115 < /p > < p >   A2   120   38   57   120 < /p > < p >   B0   85   58   95   0 < /p > < p >   B1   83   63   97   105 < /p > < p >   B2   82   62   96   110 < /p > < p >   C0   17   265   99.985   0 < /p > < p >   C1   18   275   99.99   125 < /p > < p >   C2   18   280   99.985   108 < /p > < p > < /p > < p > < /p > < p > 通过以上对比数据可以看出:纳米光触媒-活性炭纤维材料与任何高效过滤材料复合,其复合方式和载体并不影响其对有机气体的吸附值。  < /p > < p > 选取在上述实施例中所制得的B1和C2和30g/m2TiO2/BC聚丙烯纤维无纺布(F)材料作为纳米光触媒-活性炭纤维光催化再生实验,测试设备如图5所示。  < /p > < p > 测试方法及步骤:  < /p > < p > 1.将0.5m2材料放入1立方米标准恒温恒湿测试箱内。  < /p > < p > 2.首先通入100级洁净的空气进入容器内8-10分钟,测试容器内污染源需低于仪器测试极限值。  < /p > < p > 3.通微压气体将分析纯甲醛导入到实验箱内,然后开搅拌风扇1-2分钟使其均匀分散。用自动甲醛浓度分析仪测试其甲醛的初始浓度  < /p > < p > 4.用自动甲醛浓度分析仪隔6hr测试甲醛浓度值,用二氧化碳测试仪测试其初始浓度值,然后再用紫外灯照射实验样品2hr进行再生还原,再用二氧化碳测试仪测试材料 降解后的二氧化碳浓度值,并填写相关参数及计算吸附率  < /p > < p > 5.重新注入甲醛气体进行吸附试验,按照步骤3步骤4进行相关操作并填表  < /p > < p > 表2 30g/m2 TiO2/BC聚丙烯纤维光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img width="700" height="180" src="${rootURL}/view/CN101804275A/20100818/GSA00000095930900111.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 表3 B1光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img width="700" height="199" src="${rootURL}/view/CN101804275A/20100818/GSA00000095930900112.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 表4 C2光催化再生实验数据表  < /p > < p > < img width="700" height="201" src="${rootURL}/view/CN101804275A/20100818/GSA00000095930900113.TIF" img-format="tif" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 注:二氧化碳增加量被认为全部由甲醛降解生成  < /p > < p > 通过上述实验我们可以得出:纳米光触媒-活性炭纤维空气过滤介质对有机污染物6hr净化率大于95%以上,其再生率可维持在90%的较高水平,随着再生次数增加再生率略有降低。  < /p >
1.纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质,其特征在于所述过滤介质由纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为: 纳米光触媒    0.5%-1.0% 纳米活性炭    1.0%-4.0% 载体树脂      95%-98.5%。 2.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米活性炭粒径为100nm-800nm,纳米光触媒粒径为5um-100um。 3.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述纳米光触媒-活性炭纤维无纺布通过纺粘或熔喷工艺制得。 4.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的过滤基材为聚四氟乙烯复合材料、熔喷非织造物、聚酯非织造物的一种。 5.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米光触媒-活性炭纤维无纺布与过滤基材的复合方式为通过热轧或胶粘剂或超声波贴合的一种。 6.根据权利要求1所述的复合过滤介质,其特征在于所述的载体树脂为聚酯、聚丙烯或尼龙。 7.纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的生产方法,其特征在于所述的生产方法包括以下步骤: 1)、将纳米光触媒通过沉积法沉积在纳米活性炭颗粒的表面和大孔隙内壁上,形成100-800nm的光触媒-活性炭复合颗粒; 2)、在150℃条件下干燥纳米光触媒-活性炭复合颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%; 3)、将复合颗粒置于转速为4000-4500rpm的搅拌器中,加入部分载体、偶联剂后持续搅拌4h制得悬乳液; 4)、继续往悬乳液中添加载体切片并以1000-2000rpm搅拌,加入表面活性剂、分散剂及消泡剂,搅拌充分后由造粒机制得纳米光触媒-活性炭母粒。 5)、将母粒与载体树脂切片按比例混熔后,通过无纺工艺制得纳米光触媒-活性炭纤维无纺布。 8.根据权利要求8所述的生产方法,其特征在于所述的纳米光触媒-活性炭母粒的组分重量百分比为: 光触媒-活性炭复合粉体        30%-40% 载体切片                     50%-69.4% 分散剂                       0.3%-5% 偶联剂                       0.2%-4% 消泡剂                       0.1%-1%。 9.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米光触媒为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米银。 10.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的复合过滤介质,其特征在于所述的纳米活性炭取自粉碎后的竹炭或壳炭。
< p > 纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质 < /p > < p > < p id="p0001" num="0001" > 技术领域 < /p > < p id="p0002" num="0002" > 本发明属于空气过滤材料技术领域,具体涉及一种纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质,主要用于家用电器过滤单元中,是一种具有高粉尘捕集率、高吸附值、抗菌、除臭、耐水洗、长寿命等特性的功能性空气过滤材料。 < /p > < /p > < p > < p id="p0003" num="0003" > 背景技术 < /p > < p id="p0004" num="0004" > 随着工业的迅猛发展、交通的便捷快速和环境的日益恶化,各种化学和生物制品的使用越来越多,释放在空气中的污染物及微生物数量或浓度日趋恶化,各种新型细菌、疾病日益增多且危害性巨大。在日常生活中,如居室、厨房、厕所以及公共场所等,由于人们频繁的生活活动,都会不可避免的给周围环境带来一定的污染。据相关资料调查,其空气中的污染物主要含有H < sub > 2 < /sub > S、SO < sub > 2 < /sub > 、CO、NH < sub > 3 < /sub > 、装修的挥发性溶剂、油烟及汗酸臭味等这些气体大都以气相的分子存在。此外,人的嗅觉可以分辨的臭味,主要是含有氨基氮和巯基硫化物(如氢化硫,硫醇,硫醚,异戊酸,胺基和氨基)的小分子有机化合物,通常这类气体分子直径都小于0.3um。 < /p > < p id="p0005" num="0005" > 现阶段市场上大部分室内净化器主要以去除可视颗粒物为主要目的,其过滤网大都采用HEPA级滤纸(99.97%@0.3um气溶胶),这类过滤器主要是对0.3um以上的颗粒物进行过滤分离。但是对于小于0.3um的有害气溶胶并没有有效去除,造成的二次污染并再次影响我们的生活环境。因此人们迫切需要各种能够长期发挥作用、有效清除室内有毒、有害气体,并且不产生二次污染的吸附高效过滤材料。 < /p > < p id="p0006" num="0006" > 尽管去除有害气溶胶的方法有很多种,经验表明,采用活性炭吸附法最为快捷有效。活性炭作为一种重要的碳素材料,由微晶炭和无定型炭构成,含有数量不等的灰分,是一种黑色多孔固体,空隙率结构发达,具有巨大的比表面积和超强的吸附能力,比表面积可高达1000-3000m < sup > 2 < /sup > /g,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。在气相吸附领域主要以颗粒状、粉状、纤维状等形态出现,由于活性炭比表面积的有限性,即使具有很高的吸附值,经吸附一段时间后,也会达到饱和。因此如何将活性炭变成可再生,一直是个难题。 < /p > < p id="p0007" num="0007" > 由于活性炭颗粒之间相互不粘结和散乱脱离,因此在设计制作活性炭过滤器的时候主要以活性炭包、胶粘剂活性炭无纺布等蓬松的形式来运用。但是在空间狭小的过滤单元中,很难将这类活性炭有效利用。 < /p > < p id="p0008" num="0008" > 另外,常规的活性炭过滤层都是不可再生的,若与一些长寿命的高效过滤器配合使用,其活性炭的吸附寿命远远低于过滤滤纸的寿命,往往一个过滤器要配若干个活性炭过滤层来满足需求,导致用户使用成本的上升和不便。 < /p > < /p > < p > < p id="p0009" num="0009" > 发明内容 < /p > < p id="p0010" num="0010" > 本发明的目的是提供一种既具有高过滤效率,又具有可再生吸附功能的长寿命空气过滤材料,一种纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质。 < /p > < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < p id="p0011" num="0011" > 本发明的技术方案是: < /p > < p id="p0012" num="0012" > 纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质,其特征在于所述过滤介质由纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为: < /p > < p id="p0013" num="0013" > 纳米光触媒    0.5%-1.0% < /p > < p id="p0014" num="0014" > 纳米活性炭    1.0%-4.0% < /p > < p id="p0015" num="0015" > 载体树脂      95%-98.5%。 < /p > < p id="p0016" num="0016" > 所述的纳米活性炭粒径为100nm-800nm,纳米光触媒粒径为5um-100um。 < /p > < p id="p0017" num="0017" > 所述纳米光触媒-活性炭纤维无纺布通过纺粘或熔喷工艺制得。 < /p > < p id="p0018" num="0018" > 所述的过滤基材为聚四氟乙烯复合材料、熔喷非织造物、聚酯非织造物的一种。 < /p > < p id="p0019" num="0019" > 所述的纳米光触媒-活性炭纤维无纺布与过滤基材的复合方式为通过热轧或胶粘贴合。 < /p > < p id="p0020" num="0020" > 所述的载体树脂为聚酯、聚丙烯或尼龙。 < /p > < p id="p0021" num="0021" > 纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的生产方法,其特征在于所述的生产方法包括以下步骤: < /p > < p id="p0022" num="0022" > 1)、将纳米光触媒通过沉积法沉积在纳米活性炭的表面和大孔隙内壁上,形成均匀的光触媒-活性炭复合颗粒; < /p > < p id="p0023" num="0023" > 2)、在150℃条件下干燥纳米光触媒-活性炭复合颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%; < /p > < p id="p0024" num="0024" > 3)、将复合颗粒置于转速为4000-4500rpm的搅拌器中,加入部分载体、偶联剂后持续搅拌4h制得悬乳液; < /p > < p id="p0025" num="0025" > 4)、继续往悬乳液中添加载体切片并以1000-2000rpm搅拌,加入表面活性剂、分散剂及消泡剂,搅拌充分后由造粒机制得纳米光触媒-活性炭母粒。 < /p > < p id="p0026" num="0026" > 5)、将母粒与载体树脂切片按比例混熔后,通过无纺工艺制得纳米光触媒-活性炭纤维无纺布。 < /p > < p id="p0027" num="0027" > 所述的纳米光触媒-活性炭母粒的组分重量百分比为: < /p > < p id="p0028" num="0028" > 光触媒-活性炭复合粉体    30%-40% < /p > < p id="p0029" num="0029" > 载体切片                 60%-69.4% < /p > < p id="p0030" num="0030" > 分散剂                   0.3%-4% < /p > < p id="p0031" num="0031" > 偶联剂                   0.2%-3% < /p > < p id="p0032" num="0032" > 消泡剂                   0.1%-1%。 < /p > < p id="p0033" num="0033" > 所述的纳米光触媒为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米银。 < /p > < p id="p0034" num="0034" > 所述的纳米活性炭取自粉碎后的竹炭或壳炭。 < /p > < p id="p0035" num="0035" > 本发明的具体技术路线是将纳米光触媒颗粒通过沉积法沉积在纳米炭粉的表面和炭粉的大孔隙内壁上,形成均匀的光触媒-活性炭复合颗粒;再将颗粒与载体按比例混合做成母粒,最后将母粒和载体按比例混合放入纺粘、熔喷等无纺布设备纺丝成纤维,使每根纤维的表面均匀布满复合颗粒,而高分子的载体树脂起到粘结、固定复合颗粒的作用。其纺制的含光触媒-活性炭复合颗粒的纤维均匀的分布在速度可调的接受帘上,经高温热轧辊压点粘结、收卷、切边成所需克重的含有1.0-3.0wt%纳米活性炭、含0.5-1.0wt%纳米 < !-- SIPO < DP n="2" > -- > 光触媒的纤维无纺布,最后将该光触媒-活性炭纤维无纺布和高效率过滤基材通过粘胶、热轧等工艺复合而成,可加工成各式形状过滤器。 < /p > < p id="p0036" num="0036" > 通常过滤器为了降低整体阻力和提高容尘量,都会将材料打褶加工成褶皱状来增大过滤面积,而活性炭是利用其丰富的比表面积来吸附气体,体积越大其吸附的气体越多,它的吸附机理依赖于它丰富的比表面积。而一般颗粒状的活性炭由于非常的松散和蓬松很难与压延的过滤滤纸直接贴合在一起加工使用,即使市场上应用广泛的夹炭无纺布,也是由于其蓬松的厚度导致其有效面积的降低和活性炭的不可再生性,而只能在特定的环境空间下勉强使用。对于不可再生的活性炭由于其吸附面积的有限性,也决定了它很难与长寿命的高效过滤层组合达到同步报废的要求。 < /p > < p id="p0037" num="0037" > 采用本发明过滤介质,可以使常规高效率过滤层无法捕集的有机分子气溶胶被纳米炭纤维的活性炭颗粒非常快速的吸附,由于纳米光触媒-活性炭颗粒均匀分散在载体纤维的表面,载体高分子起到固定粘结纳米颗粒的作用,具有耐水洗、不掉炭颗粒的特性。 < /p > < p id="p0038" num="0038" > 此外,所制成的无纺布各项指标接近其纯载体无纺布指标参数,这将非常有利于拓展纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和其他压延各类高效过滤介质组合使用。另外,在实际的使用中纳米活性炭层通常置放于过滤元件的出风面,其打褶材料所提供的波浪型结构可以为紫外灯充分照射活性炭层提供便利,更有利于活性炭层的再生作业,有利于活性炭层获得较高的再生率。 < /p > < p id="p0039" num="0039" > 本发明纳米光触媒-活性炭纤维的再生原理如下: < /p > < p id="p0040" num="0040" > 在紫外灯光的照射下, < /p > < p id="p0041" num="0041" > 1.纳米光触媒-活性炭纤维上的纳米活性炭经一段时间吸附后其活性炭的表面或大孔径内部布满有机气体分子; < /p > < p id="p0042" num="0042" > 2.负载于活性炭表面和大孔径内的光触媒在紫外光的作用下,光触媒导带上电子发生跃迁,生成空穴-电子对,并向光触媒表面扩散; < /p > < p id="p0043" num="0043" > 3.空穴-电子在光触媒外表面产生诱导吸附,分别与活性炭表面的有机气体的OH < sup > - < /sup > 和O < sub > 2 < /sub > 作用,产生氧化性极强的活性羟基-OH和超氧粒子O < sub > 2 < /sub > < sup > - < /sup > ; < /p > < p id="p0044" num="0044" > 4.由于活性羟基-OH和超氧粒子O < sub > 2 < /sub > < sup > - < /sup > 的强氧化作用,吸附在活性炭外表面位于光触媒周围的吸附质首先发生降解,在活性炭的光再生过程中,紫外光能够直接照射到活性炭大孔中所负载的光触媒,其周围吸附的有机物质直接被光催化降解,使大孔中的污染有机物质浓度降低,形成活性炭大孔周围有机吸附质的浓度差。在浓度差的作用下,活性炭微孔中的吸附质向中孔和大孔内扩散,使光触媒对大孔中的有机污染物质的降解得以继续进行。经过若干中间步骤,被逐渐分解为小分子物质,最终分解为H < sub > 2 < /sub > O、CO < sub > 2 < /sub > 及无害盐类。 < /p > < p id="p0045" num="0045" > 实践表明,本发明以纳米光触媒-活性碳纤维无纺布为基本架构做成的复合过滤介质,所制成的过滤器经吸附饱和后置于太阳或紫外灯下光照再生作业,并将有机气体分解成CO < sub > 2 < /sub > 和水从而使活性炭得到了重生,纳米光触媒-活性碳纤维层又恢复了其吸附性。这将大大延长整体过滤器的使用寿命。 < /p > < p id="p0046" num="0046" > 本发明技术方案较佳地采用粒径为100-800nm的纳米光触媒-活性碳复合颗粒,其中纳米炭颗粒的粒径为300-800nm,比表面积大于2000m < sup > 2 < /sup > /g,碘吸附值大于1000mg/g;采用的纳米光触媒直径为5-20nm,纳米光触媒-活性碳纤维直径为1-5um。 < /p > < p id="p0047" num="0047" > 本发明的纳米光触媒-活性碳纤维无纺布为吸附过滤层,可与任何不同效率、不 < !-- SIPO < DP n="3" > -- > 同硬挺度、不同厚度的过滤材料组合成复合过滤介质,均可被构成任何期望的过滤形式,例如:滤筒、平盘、灌、板、包和袋。在上述结构中的内部,该介质基本上可被打褶、卷曲或置于支撑结构中。本发明的复合过滤介质可用于任何传统的结构,包括平板过滤器、椭圆形过滤器、筒状过滤器、螺旋盘绕状过滤器结构,且可用于褶状的Z型过滤器、V-bank或其他包括该介质成有用形状或轮廓的几何构造。 < /p > < /p > < p > < p id="p0048" num="0048" > 附图说明 < /p > < p id="p0049" num="0049" > 图1为本发明纳米纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质热压复合剖面结构示意图 < /p > < p id="p0050" num="0050" > 图2为本发明纳米纳米光触媒-活性碳纤维复合过滤介质胶粘剂复合剖面结构示意图 < /p > < p id="p0051" num="0051" > 图3为本发明的复合过滤介质剖面结构示意图 < /p > < p id="p0052" num="0052" > 图4为胶粘复合工艺示意图 < /p > < p id="p0053" num="0053" > 图5为纳米光触媒-活性炭纤维空气过滤介质再生实验示意图 < /p > < p id="p0054" num="0054" > 其中:纳米光触媒-活性碳纤维无纺布1,硬挺透气过滤基材2,热轧点3,胶粘剂4,为无纺布放卷5,硬挺基材放卷6,辊7,收卷机8,胶粘剂涂覆喷头9,一立方标准恒温恒湿测试箱10,交流风扇11,紫外灯管12,测试样品13,自动甲醛浓度分析仪14,二氧化碳测试仪15,温湿度计16。 < /p > < /p > < p > < p id="p0055" num="0055" > 具体实施方式 < /p > < p id="p0056" num="0056" > 下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述。 < /p > < p id="p0057" num="0057" > 实施例1 < /p > < p id="p0058" num="0058" > 涤纶纳米二氧化钛-活性竹炭(TiO < sub > 2 < /sub > /BC)纤维无纺布的制备 < /p > < p id="p0059" num="0059" > 按如下配比准备原料 < /p > < p id="p0060" num="0060" > TiO < sub > 2 < /sub > /BC颗粒(粒径500-800nm)    5.0kg < /p > < p id="p0061" num="0061" > 聚酯切片                      26.5Kg < /p > < p id="p0062" num="0062" > 硅烷偶联剂                    0.1kg < /p > < p id="p0063" num="0063" > 液腊                          0.3kg < /p > < p id="p0064" num="0064" > 硬脂酸锌                      0.2Kg < /p > < p id="p0065" num="0065" > 聚乙烯腊                      2kg < /p > < p id="p0066" num="0066" > 在150℃下干燥TiO < sub > 2 < /sub > /BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%; < /p > < p id="p0067" num="0067" > 在4000-4500rpm速度下向TiO < sub > 2 < /sub > /BC纳米颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌1h并制得悬乳液; < /p > < p id="p0068" num="0068" > 向悬乳液中添加2kg聚酯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得TiO < sub > 2 < /sub > /BC母粒,其中TiO < sub > 2 < /sub > /BC含量为30-40wt%; < /p > < p id="p0069" num="0069" > 将TiO < sub > 2 < /sub > /BC母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物; < /p > < p id="p0070" num="0070" > 将混合物放入纺粘机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到适续接受帘上,得到TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维; < /p > < p id="p0071" num="0071" > 调整接受帘速度,以250℃热轧机对TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维进行热压粘结; < /p > < !-- SIPO < DP n="4" > -- > < p id="p0072" num="0072" > 切边收卷得到涤纶纳米氧化钛-活性炭纤维无纺布。 < /p > < p id="p0073" num="0073" > 实施例2 < /p > < p id="p0074" num="0074" > 聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维的制备 < /p > < p id="p0075" num="0075" > 按如下配比准备原料 < /p > < p id="p0076" num="0076" > 纳米氧化锌-活性炭(ZnO/BC)颗粒(粒径100-300nm)    3.0kg < /p > < p id="p0077" num="0077" > 聚丙烯切片(MFI=8)                              20Kg < /p > < p id="p0078" num="0078" > 硅烷偶联剂                                      0.1kg < /p > < p id="p0079" num="0079" > 液腊                                            0.3kg < /p > < p id="p0080" num="0080" > 硬脂酸锌                                        0.2Kg < /p > < p id="p0081" num="0081" > 聚乙烯腊                                        2kg < /p > < p id="p0082" num="0082" > 在150℃下干燥ZnO/BC纳米颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%; < /p > < p id="p0083" num="0083" > 在4000-4500RPM速度下向纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液; < /p > < p id="p0084" num="0084" > 向悬乳液中添加2kg聚丙烯切片并以1000-2000RPM搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒,其中纳米氧化锌-活性炭含量为30-40wt%; < /p > < p id="p0085" num="0085" > 将纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物; < /p > < p id="p0086" num="0086" > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得到1.65丹尼尔的纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维; < /p > < p id="p0087" num="0087" > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米氧化锌-活性炭纤维进行热压粘结; < /p > < p id="p0088" num="0088" > 切边收卷得到聚丙烯纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布。 < /p > < p id="p0089" num="0089" > 实施例3 < /p > < p id="p0090" num="0090" > 尼龙纳米银-活性椰壳炭纤维的制备 < /p > < p id="p0091" num="0091" > 按如下配比准备原料 < /p > < p id="p0092" num="0092" > 纳米银-活性椰壳炭颗粒(粒径300-500nm)    2.5kg < /p > < p id="p0093" num="0093" > 尼龙(纤维级I级)切片                     51.75kg < /p > < p id="p0094" num="0094" > 硅烷偶联剂                              0.5kg < /p > < p id="p0095" num="0095" > 液腊                                    0.3kg < /p > < p id="p0096" num="0096" > 硬脂酸锌                                0.2Kg < /p > < p id="p0097" num="0097" > 聚乙烯腊                                1.5kg < /p > < p id="p0098" num="0098" > 在150℃下干燥纳米银-椰壳活性炭颗粒,使得其含水量不高于0.8wt%; < /p > < p id="p0099" num="0099" > 在4000-4500RPM速度下向纳米银-椰壳活性炭颗粒中加入偶联剂后,持续搅拌4h并制得悬乳液; < /p > < p id="p0100" num="0100" > 向悬乳液中添加4.15kg尼龙切片并以1000-2000rpm搅拌,并加入表面活性剂及分散剂,搅拌充分包裹后由造粒机制得纳米银-椰壳活性炭母粒,其中纳米银-椰壳活性炭含量为30-40wt%; < /p > < p id="p0101" num="0101" > 将纳米银-椰壳活性炭母粒与剩余载体充分搅拌得到切片混合物; < /p > < p id="p0102" num="0102" > 将混合物放入熔喷机中熔融,熔体与高压热空气混合挤出后高速喷到连续接受帘上,得到2.0丹尼尔的纳米银-椰壳活性炭纤维; < /p > < !-- SIPO < DP n="5" > -- > < p id="p0103" num="0103" > 调整接受帘速度,以表面200℃热轧机对纳米银-椰壳活性炭纤维进行热压粘结; < /p > < p id="p0104" num="0104" > 切边收卷得到尼龙纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布。 < /p > < p id="p0105" num="0105" > 实施例4 < /p > < p id="p0106" num="0106" > 纳米光触媒-活性碳纤维与高效透气过滤材料的复合,结构剖视图如图1和图2所示,其中图中箭头所指的方向为气流方向。 < /p > < p id="p0107" num="0107" > 复合方案1) < /p > < p id="p0108" num="0108" > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米银-椰壳活性炭纤维无纺布(E)直接热压复合制备得A1,复合工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力4.5公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0109" num="0109" > 复合方案2) < /p > < p id="p0110" num="0110" > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m < sup > 2 < /sup > ZnO/BC纤维无纺布(F)直接热压复合制备得B1,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0111" num="0111" > 复合方案3) < /p > < p id="p0112" num="0112" > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m < sup > 2 < /sup > TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维无纺布(G)直接热压复合制备得C2,工艺路线如图3所示,其轧辊直径50cm,温度为220℃,压力7公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0113" num="0113" > 复合方案4) < /p > < p id="p0114" num="0114" > 将一层PET无纺布A0作为支撑层,采用一层尼龙30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米银-椰壳活性炭纤维(E)通过胶粘剂复合制备得A2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为150℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0115" num="0115" > 复合方案5) < /p > < p id="p0116" num="0116" > 将一层熔喷无纺布B0作为支撑层,采用一层聚丙烯30g/m < sup > 2 < /sup > 纳米氧化锌-活性竹炭(ZnO/BC)纤维无纺布(F)通过胶粘剂复合制备得B2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为120℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0117" num="0117" > 复合方案6) < /p > < p id="p0118" num="0118" > 将一层含有聚四氟乙烯透气薄膜的复合过滤材料C0作为支撑层,采用一层涤纶30g/m < sup > 2 < /sup > TiO < sub > 2 < /sub > /BC纤维无纺布无纺布(G)通过胶粘剂复合制备得C2,复合工艺路线如图4所示,其轧辊直径100cm,温度为140℃,压力3公斤力。材料热压复合后测试其复合材料过滤效率、透气性、阻力及碘吸附值数据如表1所示. < /p > < p id="p0119" num="0119" > 表1 测试结果对比表 < /p > < !-- SIPO < DP n="6" > -- > < p id="p0120" num="0120" > < tables num="0001" > < /tables > < /p > < tgroup cols="5" > < colspec colname="c001" colwidth="15%" / > < colspec colname="c002" colwidth="23%" / > < colspec colname="c003" colwidth="16%" / > < colspec colname="c004" colwidth="27%" / > < colspec colname="c005" colwidth="19%" / > < /tgroup > < row > < entry morerows="1" >   材料型号 < /entry > < entry morerows="1" >   透气性   [l/(m < sup > 2 < /sup > .s)] < /entry > < entry morerows="1" >   阻力   (Pa) < /entry > < entry morerows="1" >   过滤效率   (@0.3um NaCl%) < /entry > < entry morerows="1" >   碘吸附值   (mg/g) < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   A0 < /entry > < entry morerows="1" >   125 < /entry > < entry morerows="1" >   35 < /entry > < entry morerows="1" >   56 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   A1 < /entry > < entry morerows="1" >   115 < /entry > < entry morerows="1" >   37 < /entry > < entry morerows="1" >   57 < /entry > < entry morerows="1" >   115 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   A2 < /entry > < entry morerows="1" >   120 < /entry > < entry morerows="1" >   38 < /entry > < entry morerows="1" >   57 < /entry > < entry morerows="1" >   120 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   B0 < /entry > < entry morerows="1" >   85 < /entry > < entry morerows="1" >   58 < /entry > < entry morerows="1" >   95 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   B1 < /entry > < entry morerows="1" >   83 < /entry > < entry morerows="1" >   63 < /entry > < entry morerows="1" >   97 < /entry > < entry morerows="1" >   105 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   B2 < /entry > < entry morerows="1" >   82 < /entry > < entry morerows="1" >   62 < /entry > < entry morerows="1" >   96 < /entry > < entry morerows="1" >   110 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   C0 < /entry > < entry morerows="1" >   17 < /entry > < entry morerows="1" >   265 < /entry > < entry morerows="1" >   99.985 < /entry > < entry morerows="1" >   0 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   C1 < /entry > < entry morerows="1" >   18 < /entry > < entry morerows="1" >   275 < /entry > < entry morerows="1" >   99.99 < /entry > < entry morerows="1" >   125 < /entry > < /row > < row > < entry morerows="1" >   C2 < /entry > < entry morerows="1" >   18 < /entry > < entry morerows="1" >   280 < /entry > < entry morerows="1" >   99.985 < /entry > < entry morerows="1" >   108 < /entry > < /row > < table > < thead > < /thead > < tbody > < /tbody > < /table > < p > < /p > < p id="p0121" num="0121" > 通过以上对比数据可以看出:纳米光触媒-活性炭纤维材料与任何高效过滤材料复合,其复合方式和载体并不影响其对有机气体的吸附值。 < /p > < p id="p0122" num="0122" > 选取在上述实施例中所制得的B1和C2和30g/m < sup > 2 < /sup > TiO2/BC聚丙烯纤维无纺布(F)材料作为纳米光触媒-活性炭纤维光催化再生实验,测试设备如图5所示。 < /p > < p id="p0123" num="0123" > 测试方法及步骤: < /p > < p id="p0124" num="0124" > 1.将0.5m < sup > 2 < /sup > 材料放入1立方米标准恒温恒湿测试箱内。 < /p > < p id="p0125" num="0125" > 2.首先通入100级洁净的空气进入容器内8-10分钟,测试容器内污染源需低于仪器测试极限值。 < /p > < p id="p0126" num="0126" > 3.通微压气体将分析纯甲醛导入到实验箱内,然后开搅拌风扇1-2分钟使其均匀分散。用自动甲醛浓度分析仪测试其甲醛的初始浓度 < /p > < p id="p0127" num="0127" > 4.用自动甲醛浓度分析仪隔6hr测试甲醛浓度值,用二氧化碳测试仪测试其初始浓度值,然后再用紫外灯照射实验样品2hr进行再生还原,再用二氧化碳测试仪测试材料降解后的二氧化碳浓度值,并填写相关参数及计算吸附率 < /p > < p id="p0128" num="0128" > 5.重新注入甲醛气体进行吸附试验,按照步骤3步骤4进行相关操作并填表 < /p > < p id="p0129" num="0129" > 表2 30g/m2 TiO2/BC聚丙烯纤维光催化再生实验数据表 < /p > < !-- SIPO < DP n="7" > -- > < p id="p0130" num="0130" > < img id="ifd0001" file="GSA00000095930900111.TIF" wi="715" he="184" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p id="p0131" num="0131" > 表3 B1光催化再生实验数据表 < /p > < p id="p0132" num="0132" > < img id="ifd0002" file="GSA00000095930900112.TIF" wi="683" he="195" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p id="p0133" num="0133" > 表4 C2光催化再生实验数据表 < /p > < p id="p0134" num="0134" > < img id="ifd0003" file="GSA00000095930900113.TIF" wi="705" he="202" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p id="p0135" num="0135" > 注:二氧化碳增加量被认为全部由甲醛降解生成 < /p > < p id="p0136" num="0136" > 通过上述实验我们可以得出:纳米光触媒-活性炭纤维空气过滤介质对有机污染物6hr净化率大于95%以上,其再生率可维持在90%的较高水平,随着再生次数增加再生率略有降低。 < /p > < /p >
< p > 背景技术 < /p > < p > 随着工业的迅猛发展、交通的便捷快速和环境的日益恶化,各种化学和生物制品的使用越来越多,释放在空气中的污染物及微生物数量或浓度日趋恶化,各种新型细菌、疾病日益增多且危害性巨大。在日常生活中,如居室、厨房、厕所以及公共场所等,由于人们频繁的生活活动,都会不可避免的给周围环境带来一定的污染。据相关资料调查,其空气中的污染物主要含有H2S、SO2、CO、NH3、装修的挥发性溶剂、油烟及汗酸臭味等这些气体大都以气相的分子存在。此外,人的嗅觉可以分辨的臭味,主要是含有氨基氮和巯基硫化物(如氢化硫,硫醇,硫醚,异戊酸,胺基和氨基)的小分子有机化合物,通常这类气体分子直径都小于0.3um。 < /p > < p > 现阶段市场上大部分室内净化器主要以去除可视颗粒物为主要目的,其过滤网大都采用HEPA级滤纸(99.97%@0.3um气溶胶),这类过滤器主要是对0.3um以上的颗粒物进行过滤分离。但是对于小于0.3um的有害气溶胶并没有有效去除,造成的二次污染并再次影响我们的生活环境。因此人们迫切需要各种能够长期发挥作用、有效清除室内有毒、有害气体,并且不产生二次污染的吸附高效过滤材料。 < /p > < p > 尽管去除有害气溶胶的方法有很多种,经验表明,采用活性炭吸附法最为快捷有效。活性炭作为一种重要的碳素材料,由微晶炭和无定型炭构成,含有数量不等的灰分,是一种黑色多孔固体,空隙率结构发达,具有巨大的比表面积和超强的吸附能力,比表面积可高达1000-3000m2/g,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。在气相吸附领域主要以颗粒状、粉状、纤维状等形态出现,由于活性炭比表面积的有限性,即使具有很高的吸附值,经吸附一段时间后,也会达到饱和。因此如何将活性炭变成可再生,一直是个难题。 < /p > < p > 由于活性炭颗粒之间相互不粘结和散乱脱离,因此在设计制作活性炭过滤器的时候主要以活性炭包、胶粘剂活性炭无纺布等蓬松的形式来运用。但是在空间狭小的过滤单元中,很难将这类活性炭有效利用。 < /p > < p > 另外,常规的活性炭过滤层都是不可再生的,若与一些长寿命的高效过滤器配合使用,其活性炭的吸附寿命远远低于过滤滤纸的寿命,往往一个过滤器要配若干个活性炭过滤层来满足需求,导致用户使用成本的上升和不便。 < /p >
本发明属于空气过滤材料技术领域,具体涉及一种纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质。其特征在于所述过滤介质由纳米光触媒-活性炭纤维无纺布和过滤基材构成,该纳米光触媒-活性炭纤维无纺布的组分及其重量百分比为:纳米光触媒0.5%-1.0%、纳米活性炭1.0%-4.0%、载体树脂95%-98.5%。采用本发明过滤介质,可以使常规高效率过滤层无法捕集的有机分子气溶胶被纳米炭纤维的活性炭颗粒非常快速的吸附,具有耐水洗、不掉炭颗粒的特性,并可与其他材料压延各类高效过滤介质组合使用。另外,本发明过滤器经吸附饱和后可置于太阳或紫外灯下光照再生,大大延长整体过滤器的使用寿命。
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