[發明專利]一種空氣凈化用過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310729037.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103706186A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張濤;溫廣武;范明;王景澤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;山東泰鵬新材料有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B32B27/06;B32B33/00;B32B9/04;B32B15/09
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 王元生

技術領域

本發明涉及一種復合過濾材料及其制備方法，具體地說是一種空氣凈化用過濾材料及其制備方法。

背景技術

隨著環境污染日益嚴重，加上許多室內裝修和裝飾材料的污染，空氣質量已引起社會的廣泛關注。人類68%的疾病與空氣污染有關；世界衛生組織把室內空氣污染列為18類致癌物質之首。空氣中的有害顆粒物一般指MP2.5（固體顆粒物粒徑在2.5微米）以及更細小的顆粒，而傳統的過濾材料很難將這類顆粒物濾除。因此一種能夠過濾MP2.5以及更細小的過濾材料是解決空氣污染的關鍵所在。目前常用的空氣凈化材料大多使用大量的活性炭，依靠活性炭的吸附性來吸附這些固體顆粒物以及有毒的氣體分子，但是單獨采用活性炭對于吸附亞微米級的顆粒物效果不是十分明顯。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種結構合理、制備工藝簡單，過濾效果好的空氣凈化用過濾材料及其制備方法。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：一種空氣凈化用過濾材料，其特征在于：其為多層復合結構，由中心層及對稱設置的滌綸纖維氈中間層、不銹鋼護網外層構成，所述中心層厚度是15-50mm，其是由經納米活性炭顆粒涂覆的納米聚丙烯腈（PAN）纖維無紡布層疊加構成，其中的納米PAN纖維直徑為150-200納米，納米活性炭顆粒直徑為30-50nm；滌綸纖維氈中間層厚度10-25mm，不銹鋼護網外層為保護層，五層材料壓緊后由螺栓固定。

進一步的，所述單層納米聚丙烯腈纖維無紡布的厚度為3-5mm，每平米單層納米聚丙烯腈纖維無紡布涂覆有35-45g活性炭，5-10層所述納米聚丙烯腈纖維無紡布疊加起來組成納米聚丙烯腈纖維無紡布中心層。

本發明上述空氣凈化用過濾材料的制備方法，其包括以下步驟：首先制備納米聚丙烯腈纖維無紡布中心層，將聚丙烯腈顆粒溶于N-N二甲基甲酰胺（DMF）中，配成質量百分數為12-16%的聚丙烯腈溶液，進而將配好的聚丙烯腈溶液注入到多噴頭靜電紡絲設備中，制備出均勻的白色納米聚丙烯腈纖維無紡布，其中的聚丙烯腈纖維直徑150-200nm，一層聚丙烯腈纖維無紡布的厚度為3-5mm；而后將制備好的納米纖維無紡布裁切成片材；將納米活性炭顆粒分散到聚乙烯醇水溶液中，所述納米活性炭顆粒的直徑為30-50nm，溶液中聚乙烯醇質量含量為2%，其余為水，霧化后噴灑到納米聚丙烯腈纖維無紡布表面。活性炭涂覆量為：每平米厚度為3-5mm的單層納米聚丙烯腈纖維無紡布涂覆有35-45g活性炭。5-10層所述納米聚丙烯腈纖維無紡布疊加起來組成納米聚丙烯腈纖維無紡布中心層。

第二步：制備滌綸纖維氈中間層??采用纖維直徑8-22μm滌綸纖維，中間層厚度為10-25mm，裁切成片材；滌綸纖維氈中間層起到粗過濾作用，用來過濾空氣中10μm及以上的較大顆粒的灰塵。

第三步：制備不銹鋼護網外層??采用的是26-50目304不銹鋼絲網，鋼絲直徑在0.05-0.3mm。

第四步：過濾材料的組裝??將制備好的涂覆有納米活性碳的納米聚丙烯腈纖維無紡布置于兩層滌綸纖維氈之間；再將裁好的不銹鋼護層置于滌綸纖維氈兩側，五層材料壓緊后，在四個角上用螺栓固定。

本發明通過靜電紡絲法制備的聚丙烯腈（PAN）納米無紡布，納米聚丙烯腈纖維無紡布表面涂覆納米活性炭顆粒，緊挨著中心層兩側為起粗過濾作用的滌綸纖維氈中間層，滌綸纖維氈里中間層的外層為不銹鋼護網，五層材料壓緊后由螺栓固定，中間不需粘接，因此便于拆卸、清洗和更換。經納米活性碳涂覆的納米聚丙烯腈纖維無紡布中心層與滌綸纖維氈組合后，作為室內空氣過濾器濾芯材料，中心層可吸附對人體有更大危害的粒徑在1.5-5μm之間的細顆粒。具有過濾效率高、制備工藝簡單、空氣阻力小等特點。

附圖說明

圖1是本發明組成結構示意圖。

圖中：1.不銹鋼護網外層，2.滌綸纖維氈中間層，3.?中心層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。