[发明专利]一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯及制备方法

说明书

技术领域

本发明空气过滤技术领域，尤其是指一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯及制备方法。

背景技术

活性炭广泛应用于空气净化领域，通常将活性炭粉与黏结剂混合，并加热成形抗压强度较好的棒材。所述活性炭棒的形成方法可区分为挤出法与烧结法：挤出法采用单螺杆挤出机将混合的活性炭粉、黏结剂及冷触媒初始剂等组分喂入挤出机，通常活性炭粉占70％至95％，加热成管状挤出，冷却后进行切割即得；烧结法则将混合的活性炭粉、黏结剂及冷触媒初始剂等组分倒入金属模具内，置入烧结炉烧结，然后取出模具，冷却后打开模具即得。

其中，挤出法制备的活性炭棒抗压强度较好，难以在活性炭棒中形成吸附孔，使得杂质只是吸附在活性炭棒的表面，难以进入活性炭棒内部，吸附效果较差。烧结法制备的活性炭棒，其活性炭粉被黏结剂熔化堵塞较少，在活性炭棒中形成有孔，然而，该孔多为闭孔，杂质无法进入闭孔中，杂质依然难以进入活性炭棒内部，吸附效果依然较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯及制备方法，使得空气滤芯中产生相互连通的开孔多孔结构，从而提高空气净化效果。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯，由以下组分按质量份数组成：甲阶酚醛树脂100份、固化剂5-20份、阴离子表面活性剂2-8份、冷触媒初始剂10-40份及发泡剂5-20份。

进一步，甲阶酚醛树脂的粘度在25℃下为2000-4000Pa·s。

进一步，固化剂为盐酸、硫酸、磷酸、酚磺酸、甲基苯磺酸或其混合酸。

进一步，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氯乙烯醚硫酸盐、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲脂乙氧基化物磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪醇聚氯乙烯醚羧酸盐中一种或几种并用。

进一步，冷触媒初始剂为高锰酸钾、钯或铑。

进一步，发泡剂为氟利昂、氯化烃或正戊烷。

一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯制备方法，包括以下步骤：

一，将质量份数为100份的甲阶酚醛树脂、2-8份的阴离子表面活性剂、5-20份的发泡剂及10-40份的冷触媒初始剂搅拌乳化；

二，将乳化后的甲阶酚醛树脂、阴离子表面活性剂、发泡剂及冷触媒初始剂与质量份数为5-20份的固化剂混合，并浇注至预热后的模具中，加热成型酚醛泡沫并出模。

进一步，还包括炭化步骤：将成型后的滤芯置于真空或惰性气体氛围中，从常温以5-15℃/min的升温速度升至250-300℃，保温20-40min，再以10-15℃/min的升温速度升至500-600℃，保温20-40min，降温至常温。

进一步，还包括活化步骤：将成型后的未活化的触媒发泡炭浸渍于质量份数为20％-40％的KOH溶液中，2-24小时，取出滤芯并在真空或惰性气体环境，温度为100-200℃下烘干脱水；然后将滤芯置于温度为600-800℃环境下，活化30-60min；再酸洗、热水洗及蒸馏水洗并干燥。

进一步，酸洗为质量浓度为10％-30％的盐酸或硫酸，采用浸渍冲洗的方法。

进一步，步骤一中搅拌的转速为60-300r.min^-1，乳化时间为10-15min；步骤二中混合时间为4-6min，成型时间为20-30min，成型温度为60-70℃。

采用上述方案后，本发明在空气滤芯组分中加入阴离子表面活性剂2-8份，阴离子表面活性剂有利于促进泡沫形成开孔微孔，阴离子表面活性剂的作用是在后期发泡的气泡碰撞合并，可以在发泡过程中打破包裹发泡剂的液滴充当破乳剂，使蒸发的发泡剂气体缓缓从液滴由内向外逸出，固化后产生相互连通的开孔多孔结构。空气滤芯中形成相互连通的开孔多孔结构，从而使得杂质容易进入空气滤芯内部，吸附效果增强，提高净化能力。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做详细描述。

实施例一

一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯，由以下组分按质量份数组成：甲阶酚醛树脂100份、甲基苯磺酸5份、十二烷基苯磺酸钠3份、高锰酸钾40份及正戊烷5份。其中，甲阶酚醛树脂的粘度在25℃下为2000-4000Pa·s。

一种可一次成型的触媒发泡活性炭空气滤芯制备方法，包括以下步骤：

一，将质量份数为100份的甲阶酚醛树脂、5份的正戊烷、3份的十二烷基苯磺酸钠及40份的高锰酸钾搅拌乳化；搅拌的转速为60-300r.min^-1，乳化时间为10-15min。