[发明专利]一种催化功能玻璃纤维覆膜滤料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种催化功能玻璃纤维覆膜滤料及其制备方法，由玻璃纤维过滤材料基材、玻璃纤维保护膜、催化剂纳米微粒层和膨化微孔聚四氟乙烯过滤膜构成，在过滤应用中，粉尘先由催化功能玻璃纤维覆膜滤料的膨化微孔聚四氟乙烯过滤膜拦截，避免了催化剂纳米微粒上的活性位点被粉尘覆盖而失去活性，从而确保了催化剂的催化功能高效持久，余下的有害气体再经过催化剂纳米微粒层分解，达到对粉尘和有害气体综合防治的目的，实现了除尘、脱硫、脱硝、脱二噁英、脱汞等一体化，同时特别适宜于工业化生产。

技术领域

本发明属于催化材料技术领域，尤其涉及一种催化功能玻璃纤维覆膜滤料及其制备方法。

背景技术

大气污染治理经历了或正在经历除尘、脱硫、脱硝、脱二噁英、脱汞等发展历程。袋式除尘技术成熟，过滤材料是袋式除尘器的关键部件，采用玻璃纤维覆膜滤料可有效减排PM2.5等微细粉尘，实现5mg/Nm³以下的烟尘排放。将催化剂负载在过滤材料上，研究具有催化功能的过滤材料对粉尘和有害气体综合防治，实现除尘、脱硫、脱硝、脱二噁英、脱汞等一体化是目前的发展方向。其技术关键是要做到①催化剂微粒与滤料结合牢固；②不降低过滤材料的性能；③催化剂的催化功能高效持久；④成本低，适应工业化生产。

目前将催化剂负载在过滤材料上的方法大体分为以下几种：

（1）将催化剂微粒引入纤维制造工艺，生产出含催化剂的纤维，利用该种纤维生产过滤材料。该方法能使催化剂微粒与滤料结合牢固，但催化剂成份位于纤维内部，且在滤料的后续表面后处理过程中纤维又被包覆，从而影响了催化剂催化功能的发挥。例如：中国专利CN101496974B，披露了一种除尘和二噁英分解双效过滤材料的制备方法。该材料包括五层结构，一是将聚四氟乙烯纤维梳理加工成迎尘层，二是将细旦聚四氟乙烯纤维预针刺加工成缓冲层，三是通过裂膜方法将负载催化剂的聚四氟乙烯薄膜加工成网状结构的纤维，并多层叠合成催化层，四是聚四氟乙烯基布增强层，将上述四层叠合，再在基布增强层上叠合迎尘层，最后通过针刺加工而成。中国专利CN107638739A，披露了一种具有催化脱硝功能的过滤材料的制备方法，包括如下步骤：1)在玻璃纤维拉丝时将脱硝催化剂组份涂覆至玻璃纤维上，形成具有脱硝功能的玻璃纤维；2)将步骤1)所得的具有脱硝功能的玻璃纤维制备成玻璃纤维布或针刺毡后，经过化学处理及覆膜后，形成具有催化脱硝功能的过滤材料。

（2）将催化剂微粒引入ePTFE制膜工艺，生产出含催化剂的ePTFE滤膜，将该滤膜覆合到过滤材料表面。该方法能使催化剂微粒与滤料结合牢固，但催化剂成份位于滤膜内部，从而影响了催化剂催化功能的发挥，且催化剂微粒的引入严重影响滤膜的生产。例如：中国专利CN104014200B，披露了一种除尘脱硝一体化滤料制备方法，具体步骤为：(1)将聚四氟乙烯粉料、脱硝催化剂粉末、扩散剂、偶联剂、润滑剂按一定比例混合均匀，经搅拌、打坯制成催化滤膜坯料；(2)将配制好的催化滤膜坯料经压延、拉伸、成膜等工艺制备出包含脱硝催化剂的孔可控催化滤膜；(3)使用处理剂对滤料基布进行预处理；(4)通过热压复合使预处理后的滤料基布与催化滤膜紧密结合。最终制得除尘脱硝一体化滤料。中国专利CN101357279A，披露了一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料及其制备方法，过滤材料包括支撑催化层、基布层和支撑层，基布层的一面置于支撑催化层的一侧、基布层的另一面置于支撑层上；支撑催化层由催化层叠加覆盖在催化支撑层上构成。该制备方法是将含有二恶英分解催化剂的聚四氟乙烯微孔薄膜、耐高温纤维支撑层、基布层进行叠加，通过针刺、后处理等工艺加工而成。