[发明专利]一种PM2.5空气滤芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于空气净化领域，涉及一种PM2.5空气滤芯及其制备方法。

背景技术

PM2.5是当前影响人们生活的一种污染物，尤其是在北方地区，经常有PM2.5爆表的报道。PM2.5的主要成分是有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐以及钠、镁、钙、铝、铁、铅、锌、砷、镉等元素，这些污染物除诸如花粉、海洋气溶胶等自然过程产生外，主要还是人为排放，比如化石燃料(如煤、石油制品)的燃烧、生物质(农作物秸秆、森林火灾等)的燃烧、垃圾焚烧等，以及工业生产中的粉尘、道路上的扬尘、建筑工地扬尘、厨房油烟等。此外，某些排放的气体污染物也会在空气中转变成PM2.5，例如二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物等。

当前针对上述PM2.5污染最常采用的方法是过滤，如通过口罩、空气净化器的滤芯等进行防护，但简单的过滤方法具有一定的局限性，一般仅对无机固体小颗粒比较有效，对于有机的PM2.5则效果不佳；德国Trittec防微尘纱窗采用特殊材料，让风吹过纱窗时产生静电，从而可以吸引一些PM2.5颗粒，但其对电中性的PM2.5如气溶胶的处理效果较差；此外，采用水幕隔窗的方法也可过滤PM2.5，但消除效率不高，透气性不好，影响了其推广使用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种PM2.5空气滤芯及其制备方法，PM2.5空气滤芯包括滤芯及喷涂在滤芯上的PM2.5捕捉剂，其中PM2.5捕捉剂采用水溶性中性或弱碱性氨基酸、多肽或小分子量蛋白质为主要原料，辅以亲水性聚合物和盐，复合表面活性剂及多胺类有机物制备而成，可有效过滤粉尘，对有机有害物和气溶胶类的PM2.5捕捉效果明显，净化空气效果佳。

本发明的技术方案如下：

一种PM2.5空气滤芯，包括滤芯及浸涂或喷涂在滤芯上的PM2.5捕捉剂，其中PM2.5捕捉剂由氨基酸、多肽或小分子量蛋白质、多胺类有机物、防腐剂、亲水性聚合物、盐、表面活性剂、去离子水或蒸馏水组成，为溶液状，pH值为8-11。

PM2.5空气滤芯中的滤芯为化纤滤芯、纸质滤芯、金属滤芯或活性炭滤芯中的一种或多种。

所述PM2.5空气滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入0.1-1.0wt％的防腐剂，搅拌均匀，加入10-25wt％氨基酸；

(2)继续搅拌，在上述混合溶液中依次加入1.0-15wt％亲水性聚合物、0.2-1.5wt％盐和0.5-4wt％表面活性剂；

(3)然后加入3-8wt％多胺类有机物，调节溶液pH值为8-11，制得PM2.5捕捉剂；

(4)将制备好的PM2.5捕捉剂浸涂或喷涂在滤芯上，在常温或低温下干燥后即得PM2.5空气滤芯。

进一步地，步骤(1)中防腐剂的用量优选为总配方量的0.2-0.5wt％。

步骤(1)中氨基酸为水溶性的，用量为总配方量的12-15wt％。

步骤(2)中亲水性聚合物的用量优选为总配方量的1.5-5wt％。

步骤(2)中盐的用量优选为总配方量的0.5-0.8wt％。

步骤(3)多胺类有机物的用量优选为总配方量的3.5-5wt％。

进一步地，步骤(2)中的表面活性剂包括非离子型表面活性剂和消泡剂，二者质量比为1：3-5，优选为1：4.0-4.5。表面活性剂的用量优选为总配方量的0.8-2.0wt％。

上述防腐剂为异噻唑啉酮衍生物，为5-氯-2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑-3-酮、2-甲基-4-异噻唑-3-酮和卡松中的一种或多种。

上述氨基酸为精氨酸或组氨酸。

上述多胺类有机物为三乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

上述亲水性聚合物为羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和水溶性淀粉中的一种或多种。

上述盐为LiCl、K₂CO₃、CaCl₂、NaCl、KCl、KNO₃和K₂SO₄中的一种或多种。

上述非离子型表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；消泡剂为矿物油、有机硅和金属皂类中的一种或多种。