[发明专利]过滤材料以及过滤组件

说明书

本发明公开了过滤材料以及过滤组件。该过滤材料具有不同的功能层，全部功能层中包含物理过滤功能层和化学过滤功能层，所述物理过滤功能层与化学过滤功能层沿过滤方向前后重叠；所述化学过滤功能层包括对至少一种挥发性有机物进行过滤的化学过滤层；所述物理过滤功能层包括对待过滤物中的固体颗粒进行过滤的第一物理过滤层；所述过滤材料还包括连接相邻两层功能层的连接层。通过设置连接层，可以避免因间隙较大对待过滤物的扰动而导致待过滤物阻力增大的问题，使过滤过程更加平稳；经验证，待过滤物阻力可以降低至少30％；通过设置连接层，还可以使多个功能层复合为一体，避免出现功能层晃动、相互碰撞产生的损坏问题。

技术领域

本发明涉及过滤材料制备的技术领域，具体而言，涉及过滤材料以及过滤组件。

背景技术

空气中的污染物主要分为固体污染物和气体污染物。针对空气中的固体污染物(如PM10、PM2.5)污染，一般通过物理过滤(即通过物理方式实现特定对象的分离)去除；针对空气中的气体污染物(如VOC，即有机气态物质)，一般通过化学过滤(即利用物质化学性质实现特定对象的分离)去除。

固体污染物中的微细颗粒物(如PM2.5)对人体健康危害较大。在利用物理过滤去除微细颗粒物方面，过滤效率较高且透气性好的纤维过滤材料(例如玻璃纤维、PP纤维、PET纤维、膨体PTFE纤维等)是特别常用的材料。然而，这类材料在使用过程中其纤维束上容易附着和滋生细菌，从而造成二次污染。

甲醛则是气态污染物中对人体危害较大物质。在利用化学过滤去除甲醛方面，采用金属氧化物中的二氧化锰作为甲醛分解催化剂已被认为是可行而且在一些方面具备一定优势的方式。目前，作为甲醛分解催化剂的二氧化锰限定为纳米级二氧化锰，由此才能具备足够的比表面积以使该甲醛分解催化剂达到使用上可接受的除甲醛效率。现有的甲醛分解催化过滤装置的寿命通常较短，除了甲醛分解催化剂本身寿命原因之外，主要原因之一是由于甲醛分解催化剂从透气支撑体上脱落造成。

由于空气中往往同时含有不同种类的污染物，为了去除这些污染物，通常是将过滤对象不同的过滤装置依次串联形成过滤系统。该过滤系统既可以是由各个独立的过滤装置所组成，也可以由过滤装置集成。当过滤系统由过滤装置集成时，分别作为不同过滤装置的过滤材料要不是相对独立的安装于同一壳部件中，要不作为相对独立的部件相互组装的。

现有技术中，当作为不同过滤装置的过滤材料相对独立的安装于同一壳部件中时，通常采用将过滤材料直接重叠或粘附的方式进行复合。直接重叠的过滤材料间有间隙，一方面过滤时因间隙对待过滤物的扰动会导致待过滤物的流动阻力较大，另一方面可能在待过滤物作用下发生摆动或碰撞，降低结构稳定性，从而影响使用寿命和使用效果。当采用粘附方式复合时，通常在彼此贴附的功能层之间的分界面上形成粘胶结合面或烧结结合面，这些结合面会对待过滤物流动造成一定阻挡作用，这样就会增大过滤阻力。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供过滤材料，第一方面解决现有技术中过滤材料复合不当导致的高过滤阻力的问题，第二方面优化过滤材料中不同功能层复合结构的技术问题，第三方面解决化学吸附气体污染物的催化剂脱落而导致丧失功能的技术问题。本发明的第二个目的在于提供过滤组件以及过滤器，同样为了解决上述技术问题。本发明的第三个目的在于提供过滤材料的制备方法，以获得不影响过滤阻力的复合过滤材料。

为了实现上述第一个目的提供第一种过滤材料。该过滤材料具有不同的功能层，全部功能层中包含物理过滤功能层和化学过滤功能层，所述物理过滤功能层与化学过滤功能层沿过滤方向前后重叠；所述化学过滤功能层包括对至少一种挥发性有机物进行过滤的化学过滤层；所述物理过滤功能层包括对待过滤物中的固体颗粒进行过滤的第一物理过滤层；所述过滤材料还包括连接相邻两层功能层的连接层。

进一步地，所述化学过滤层为甲醛分解催化毡，所述甲醛分解催化毡包含透气支撑物和附着在透气支撑物上的甲醛分解催化剂；优选地，所述甲醛分解催化剂主要由δ晶型的MnO₂形成的亚微米-微米级花瓣状颗粒所构成。