[发明专利]一种具有催化氧化降解甲醛的纤维网的制法及应用

说明书

本发明公开了一种具有催化氧化降解甲醛的纤维网的制法及应用，采用溶胶凝胶法或浸渍涂覆法，在亲水性纤维表面覆盖无机氧化物薄膜，对纤维进行保护，并在其表面构建多孔无机氧化物薄层，改性的纤维浸入催化剂前驱体的溶液中，经充分浸渍后，加入沉淀剂或还原剂，在纤维表面原位生成纳米催化剂颗粒，再经干燥，该纤维经编织和叠加，即得纤维网。本发明是基于亲水性纤维制备的净化空气的纤维网，可温和催化降解甲醛等挥发性有机物，孔隙率十分发达，细小的纤维上负载有高效去除降解甲醛等挥发性有机物的纳米催化剂，空气净化效果好，可安装在空气净化器和新风系统中。

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，特别涉及具有催化氧化降解甲醛的纤维网的制法及其应用。

背景技术

现代建筑的室内装修和现代家具，往往带来甲醛等挥发性有机物污染，现已查明甲醛等挥发性有机物严重地影响人们的身体健康，甚至导致癌症发生。为了净化空气，改善空气质量，强大的社会需求促进了空气净化器或新风系统的快速发展，空气净化器和新风系统成为现代生活的重要配置。空气净化器或新风系统在运行时，常用空气过滤网来去除空气中的污染物，过滤网是空气流动时的主要阻力。用于清除空气中甲醛等挥发性有机物的过滤网常由催化剂颗粒组装而成，颗粒之间的间隙构成了空气流动的通道，这种间隙难以调变，且随着催化剂用量的增加，催化剂网格的密实度增加，孔隙率降低，空气流动的阻力增加。在机动车的尾气净化系统中，常用蜂窝陶瓷块来负载催化剂。蜂窝陶瓷块拥有丰富的规整孔道，但其比表面积仍比较小，所以在负载催化剂时，仍要对其表面进行改性，提高其比表面积，改善表面的微孔结构，所以在蜂窝陶瓷块上负载催化剂同样是一件复杂的工作，况且蜂窝陶瓷块一般是在高温下烧结而成，其制造成本高，难以在室温下空气净化方面推广应用。市面上也有用玻璃纤维与催化剂颗粒组装的过滤网，但其去除甲醛等挥发性有机物的性能较差。

空气净化过滤网的孔隙率是影响空气净化器的重要参数，过滤网太密会导致空气通过时的阻力太大，过滤网太稀会导致空气停留时间不足，去除空气污染物的性能太差，所以合适的孔隙率是很重要的参数。通常的空气净化用过滤网由催化剂颗粒组装而成，过滤网的孔隙率主要由催化剂颗粒之间的间隙所构成，其孔隙率难以调变。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种具有催化氧化降解甲醛的纤维网的制法及应用，基于亲水性纤维制备的净化空气的过滤网，该过滤网孔隙率十分发达，细小的纤维上负载有降解甲醛等挥发性有机物的纳米催化剂，在常温压较温和地降解去除空气中甲醛等挥发性有机物，可安装在空气净化器和新风系统中。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种具有催化氧化降解甲醛的纤维网的制法，其包括下列步骤：

S1：对亲水性纤维进行表面改性得到改性亲水性纤维；

S2：将改性亲水性纤维浸渍催化剂前驱体，之后经过原位沉淀或原位还原；

S3：过滤、干燥，再经编织和叠加，即得具有催化降解甲醛的纤维网。

优选地，所述的亲水性纤维为天然纤维、再生纤维、棉、麻、蚕丝、兔毛、驼毛、椰棕纤维、竹纤维或粘胶纤维中的一种或多种。纤维具有良好的成型特性和较高的比表面积，并且具有亲水特性的纤维能较好地吸附水溶性的金属离子，再经原位沉淀或原位还原，金属氧化物或金属单质就会附着在纤维的表面。纤维表面直接接触具有催化氧化性能的金属氧化物或单质时，其表面易被氧化，所以需对纤维表面涂覆无机氧化物涂层，对纤维表面进行保护。

优选地，所述的表面改性为采用溶胶凝胶法或浸渍涂覆法在亲水性纤维表面覆盖无机氧化物薄层。比如采用硅溶胶或铝溶胶浸渍纤维，经干燥后，纤维表面的溶胶变成凝胶，在纤维表面构建了多孔结构的纳米层，也增加了纤维的比表面积，提升了纤维的力学性能，延长了纤维的使用寿命。

优选地，所述的催化剂前驱体为高锰酸盐、氯铂酸、氯金酸中的一种或几种。