[發明專利]一種可用于空氣凈化的蜂窩狀納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610316659.7
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105887157B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉加勇;王喆
• 申請（專利權）人: 中環清新人工環境工程技術（北京）有限責任公司
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;B82Y40/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，具體來說，涉及一種可用于空氣凈化的蜂窩狀納米材料的制備方法，適用于空氣中PM2.5粉塵、氮氧化物、醛類等氣體的凈化。

背景技術

雖然細顆粒物只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，細顆粒物粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。研究表明，顆粒越小對人體健康的危害越大。細顆粒物能飄到較遠的地方，因此影響范圍較大。

細顆粒物對人體健康的危害要更大，因為直徑越小，進入呼吸道的部位越深。10μm直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，2μm以下的可深入到細支氣管和肺泡。細顆粒物進入人體到肺泡后，直接影響肺的通氣功能，使機體容易處在缺氧狀態。

目前PM2.5主要的應對措施主要分為以下三種：一是過濾法，包括空調、加濕器、空氣清新器等，優點是明顯降低PM2.5的濃度，缺點是濾膜需要清洗或更換。二是水吸附法。超聲霧化器、室內水簾、水池、魚缸等，能夠吸收空氣中的親水PM2.5，缺點是增加濕度，憎水性PM2.5不能有效去除。三是植物吸收法。植物葉片具有較大的表面積，能夠吸收有害氣體和吸附PM2.5，優點是能夠產生有利氣體，缺點是吸收效率低，有些植物會產生有害氣體。目前國際上已有先進的方法是介質吸附，例如HEPA濾網，這種手段在應用初期可以起到很高效率的過濾作用，但隨著使用時間的增加，介質的積塵量趨于飽和，會帶來二次污染及過濾效果的大幅下降。

中國發明專利CN103990344A公開了一種基于二氧化鈦流體的噴霧式PM2.5凈化裝置，該裝置利用二氧化鈦流體對PM2.5進行吸附，優點是效果好且長期使用后二氧化銻會變黃，能夠有效提示人們對流體進行更換，但是其仍然存在積塵量降低，需要定時更換的缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種可用于空氣凈化的蜂窩狀納米材料的制備方法，提高凈化裝置的積塵量，延長材料的使用壽命，從而達到使用方便，同時降低成本的目的。

一種可用于空氣凈化的蜂窩狀納米材料的制備方法，按照下述步驟進行：

A、將生蛭石研磨至粉末狀，過120目篩，取篩下物，得到生蛭石粉；

B、將生蛭石粉溶解在水中，進行超聲分散，50目濾網過濾去除雜質，然后進行濕法研磨，獲得研磨漿后自然沉淀，再通過機械方法分離沉淀物，沉淀物送回濕法研磨環節重新參與研磨；

C、在去除沉淀物的研磨漿中加入潤濕劑，采用超聲分散，并對懸浮液壓濾獲得濾餅；采用高能球磨對濾餅進行研磨，通過離心分離加速沉淀，分離出超細研磨沉淀物，送回超細研磨環節重新參與研磨；去除沉淀物的超細研磨漿料，通過壓濾獲得濾餅，干燥獲得納米級生蛭石粉；

D、室溫下，將清洗干凈的鈦管作為陽極，金屬鉑作為陰極，電解液為0.3%氟化銨（質量分數）、乙二醇和2%水（體積分數），進行一次氧化，氧化電壓為60V，時間為30min，鈦管表面形成二氧化鈦陣列；

E、將鈦管取出后，置于去離子水中通過超聲震蕩使鈦管表面的二氧化鈦納米管陣列被移除，烘干。

F、將納米級生蛭石粉放入步驟D中的電解液中超聲分散，再加入經過步驟E處理的鈦管作為陽極，金屬鉑作為陰極進行二次氧化，氧化電壓為20-50V，氧化時間為1小時，將鈦管取出后用去離子水清洗風干；

G、將鈦管在250-350℃條件下煅燒2-3小時，然后將煅燒后的產物冷卻至室溫，得到表面為蜂窩狀二氧化鈦納米結構的鈦管，即為本發明所制備的蜂窩狀二氧化鈦納米材料。

文獻《蜂窩狀二氧化鈦納米管陣列的制備及光催化性能》中公開了一種蜂窩狀二氧化鈦納米管陣列的制備方法，制備出了直徑為150納米的規則的六邊形蜂窩形納米孔，本發明在該方法的基礎上，通過在二次氧化過程中加入粒徑在50-150納米的生蛭石粉，然后通過高溫煅燒，將生蛭石粉進行膨脹8-20倍，從而150納米的納米孔撐大，并且由于納米級生蛭石粉的粒徑不同，將規則的六邊形蜂窩形納米孔撐大為不規則的納米孔，所得孔徑在150-3000納米之間。