[发明专利]纳米光触媒-活性炭纤维复合过滤介质

说明书

技术领域

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。 

背景技术

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

发明内容

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。 

本发明的技术方案是： 

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％。 

所述的纳米活性炭粒径为100nm-800nm，纳米光触媒粒径为5nm-100nm。 

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。 

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。 

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。 

所述的载体树脂为聚酯、聚丙烯或尼龙。 

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； 

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。