[發明專利]一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410418083.6
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104190167A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 肖凱軍;代佳麗;申益;董浩;銀玉容
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;B01D46/54;B01D53/04;B01D71/34;B01D69/08;B01J20/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

1.一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法，其特征在于，先將空氣送入疏水膜組件進行第一次過濾，過濾后的空氣經過碳納米層進行第二次過濾，進而得到凈化后的空氣；所述碳納米層為三層結構，上下兩層是碳纖維層，中間是碳氈-碳納米管層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳氈-碳納米管層的制備方法為：先用溶膠-凝膠法制備出催化劑前軀體氧化鎳-二氧化鈦復合物，再把氧化鎳-二氧化鈦復合物負載在碳氈上，通過氫氣還原為碳氈-鎳-二氧化鈦，再以甲烷為碳源，通過化學氣相沉積法在碳氈上沉積一層碳納米管形成碳氈-碳納米管層。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碳氈-碳納米管層的制備方法具體為：

(1)將等體積的吐溫20和醋酸、鹽酸以及硝酸鎳六水合物和鈦酸四丁酯加入到乙醇溶液中，其中醋酸和鹽酸的摩爾比為5：3，Ni²⁺和Ti⁴⁺摩爾比為1：1，劇烈攪拌，通過等體積浸漬法將碳氈浸漬在上述溶液中，在室溫下靜置2h后，然后在500～600℃下煅燒4～6h，即可得碳氈-氧化鎳二氧化鈦混合物；

(2)將碳氈-氧化鎳二氧化鈦混合物至于石英管反應器中，在400～600℃溫度下，以20mL/min的流速通入氮氣和氫氣，氮氣和氫氣的體積比為1：3，待碳氈上的氧化鎳-二氧化鈦復合物還原完全后，改通甲烷氣體，即可得碳氈-碳納米管復合材料。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述疏水膜組件為不沾灰疏水含氟聚合物的微孔膜，其制備方法為：

以含氟樹脂PVDF為高分子聚合物原料，以NMP或DMAc為溶劑，制備鑄膜液；然后，通過同心三孔紡絲板進行紡絲，中心孔的芯液為水，形成中空纖維狀態，再將其分別放置于第一凝固液和第二凝固液中進行二次凝固成型，清洗除溶劑后，室溫干燥，制備PVDF中空纖維膜；再通過噴涂全氟醚材料，干燥后即形成超疏水PVDF中空纖維膜，超疏水PVDF中空纖維膜經過整理后，將絲束對折成型，將膜絲口切齊，將膜絲切口放入在模具內灌膠，硬化后切頭制備成中空纖維膜組件。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述疏水膜組件中含氟樹脂PVDF的含量為20％～30％，NMP或DMAc的含量為70～80％。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一凝固液是含水量乙醇或異丙醇，第二凝固液為去離子水。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述全氟醚材料為全氟醚樹脂溶解于乙酸乙酯，形成濃度17～18％的噴涂液。

8.根據權利要求4或5或6或7所述的方法，其特征在于，所述噴涂全氟醚材料后的干燥條件為：在150℃干燥20～30分鐘。

9.利用權利要求1～8任一項方法凈化空氣的裝置，包括殼體及位于殼體內的風機，所述殼體上設有進、出氣口，其特征在于，所述殼體內還包括疏水膜組件和集氣盒，所述疏水膜組件的一端與殼體上的進氣口連通，疏水膜組件的另一端與集氣盒的進氣口相連，集氣盒內設有過濾進氣的碳納米層，集氣盒的出氣口與風機的進風口連接，風機的出風口與殼體上的出氣口連接。

10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述殼體內還包括消聲器，風機的出風口通過消聲器與出氣口連接，所述殼體上還設有散熱扇。