[发明专利]一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，具体指在不降低发动机机动性的前提下，吸附柴油机尾气中的颗粒物、氧化NO_X 为主的柴油机尾气过滤用纤维制品。

背景技术

柴油机是工程上大量使用的一种发动机，具有动力优异、经济、适应性强等优异性能。但柴油机的广泛使用也带来了较汽油机更为严重的污染，尤其是颗粒物和NO_X的排放，严重危害人类的健康，迫切需要减小柴油机使用带来的危害。

柴油机颗粒物排放的机内控制技术已比较成熟，进一步改进的空间十分有限，若要使柴油机污染物排放符合国家排放标准的要求，只有进一步改进柴油机尾气后处理技术。目前用于处理柴油机尾气的技术主要包括：废气再循环技术、选择还原技术等，而当废气再循环量太小时，无法有效降低氮氧化物排放；而如果废气再循环量太大，则可能会导致发动机燃烧恶化，运转不稳甚至熄火，碳氢化合物排放量增加。选择还原技术存在尿素水溶液的缺失、尿素水溶液浓度的控制、选择还原催化器老化引起的转化效率下降等问题。能吸附、降解尾气中有害物质的尾气净化装置越来越受到人们的青睐，其中具有特殊结构和性能的过滤材料是净化装置的核心组成部分。

近年来，有人采用木纤维、金属网、SiC多孔陶瓷等作为滤芯材料，上述材料要么加工困难、要么使用寿命短、要么难以实现对尾气中的有害物质进行降解。例如中国专利公开号为CN 1387932A，公开日为2003年1月1日，发明名称为“具有自清洁功能的纳米界面分离网及其制法和用途”公开了一种具有自清洁功能的金属纤维织物的技术方案，采用化学气相沉淀和热固化的方法，将纳米低表面能粉末、分散剂在纳米光催化粘接剂和有机溶剂混合气氛中搅拌分解成乳液，在40-380目的金属织物上，以次用喷涂、干燥定形处理等工艺，获得具有自清洁功能的纳米界面分离网。在此金属网膜制备的过程中，未实现其功能性，所采用的技术手段繁琐，加工工艺复杂，不利于规模化生产，且金属网易锈蚀，使用寿命受限。

中国专利公开号为93114055，公开日为1995年5月31日，发明名称为“一种疏水、防尘、防油、防紫外线织物的制作工艺”公开了一种具有疏水、防尘、憎油、防紫外线性能的织物，及其加工工艺。它是将棉、麻、丝、合成纤维等织物面料浸渍在氟化物，有机硅化合物，表面活性剂，胶粘剂，纳米陶瓷，水及其它混合的溶液中，10秒至5分钟，脱去多余的溶液后在50-200℃下干燥、定型。

中国专利公开号为CN 1277019C，公开日为2006年9月27日，发明名称为“纳米自清洁真丝绸及其制品”公开了一种纳米自清洁真丝绸织物的技术方案，通过含有纳米颗粒的有机氟整理剂对真丝绸制品进行整理，使丝绸制品具有疏水、疏油的双疏特性。该方案对织物的反应活性要求较高，且工艺复杂限制了其推广使用。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于克服金属过滤材料使用寿命短、孔尺寸不易控制等缺陷，提供一种孔径可控的微孔过滤材料。本发明避免使用现有尾气过滤滤芯需多次后整理的繁琐加工过程，采用织造技术，即可获得具有50-300 μm之间的梯度微孔过滤材料。以本发明获得的梯度微孔结构的纤维过滤材料，对柴油机尾气进行吸附及自降解清洁处理。为了实现上述目的，其技术解决方案为：

一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，所述的纤维制品由初滤层、粗滤层和精滤层构成，初滤层、粗滤层和精滤层之间由织造连接，初滤层、粗滤层和精滤层的表面上分别均匀分布有通透的微孔，初滤层、粗滤层和精滤层之间的间距d分别为0.2-1 mm，初滤层上的通透微孔的孔径为50-300 ??m，初滤层上的通透微孔的孔径为粗滤层上的通透微孔的孔径的2-4倍，粗滤层上的通透微孔的孔径为精滤层上的通透微孔的孔径的2-4倍，所述的初滤层、粗滤层和精滤层的表面附着有有机氟整理剂反应形成的表层。所述的纤维材料为中空的石英纤维或石棉纤维或芳纶纤维中的一种。所述的有机氟整理剂为氟烷基丙烯酸酯或氟碳树脂或氨基-2-甲基吡啶碘化物或1, 1, 2, 2-四氢全氟烷基碘化物(C4-C20)全氟烷基乙基碘中的一种或几种。