[发明专利]一种过滤纳米金属氧化物粉尘颗粒复合滤料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201911165410.0 申请日: 2019-11-25
公开(公告)号: CN110876871B 公开(公告)日: 2020-12-08
发明(设计)人: 谢彪;李逸舟;李宇轩;李世航;户书达;刘浩;靳昊;谭晓宇;蔡莲 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: B01D39/14 分类号: B01D39/14;B01D39/20;B01D39/16;B01D46/00;H01F41/02
代理公司: 北京淮海知识产权代理事务所(普通合伙) 32205 代理人: 李妮
地址: 221000*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 过滤 纳米 金属 氧化物 粉尘 颗粒 复合 制备 方法
【说明书】:

一种过滤纳米金属氧化物粉尘颗粒复合滤料的制备方法,包括以下步骤:制备永磁体基底:准备具有交叉网孔的金属网,除杂干燥后,在金属网下表面粘结永磁体颗粒;制备中间隔层:在金属网上表面依次铺设一层热塑性聚氨酯橡胶膜和聚丙烯丝网,热压粘合;调制纺丝液:将聚乙烯吡咯烷酮粉末溶解在无水乙醇中配置成聚乙烯吡咯烷酮溶液,再加入磁性纳米颗粒,搅拌后转移至密封罐中,将密封罐放置于温水中超声波震荡;制备纳米纤维层:将纺丝液装入自动注射器内,开启自动注射器,使其向聚丙烯丝网喷出纺丝液,纺丝液最终固化形成纳米纤维层;清洗及干燥。通过本发明制备得到的复合滤料在保持较低阻力的同时能够高效的除去空气中的纳米金属氧化物颗粒。

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域,具体涉及一种过滤纳米金属氧化物粉尘颗粒复合滤料的制备方法。

背景技术

随着对职业健康安全的重视,人们已经逐渐意识到空气中的悬浮粉尘对人体的危害,其中以粒径较小,活性较高的纳米粉尘颗粒对人体呼吸系统造成的损伤最大。而金属氧化物颗粒作为最常见的纳米粉尘颗粒广泛存在于生产作业场所。例如,在钢铁冶炼车间、金属制品抛光车间、地铁隧道(列车车轮与轨道的摩擦)、机械的焊接操作中都会产生大量的高温金属蒸汽,它们冷却后以氧化物颗粒的形式悬浮在周围空气环境中,在局部空间内具有极高的粉尘浓度。由于金属氧化物颗粒本身粒径较小,毒性较高,进入人体后容易沉积在肺部组织中,造成细胞损伤乃至全身性的心血管疾病。

目前,去除空气中的纳米颗粒物主要是依靠过滤的技术手段,其中过滤材料是过滤技术的核心,材料的优劣往往决定了空气净化的效果。传统的纤维过滤材料是依靠纤维的机械作用机理来实现颗粒物的拦截,这意味着纤维排列得更密集、孔隙更小,会获得更高的过滤效率,但是相应的也会增加过滤阻力,而过滤阻力的增加就代表会消耗更多的电力能源,也会减小单位时间内的净化风量,导致过滤器净化能力的降低。因此,出于经济性能和净化风量等方面的考虑,常规过滤材料并不能有效的过滤小粒径的金属氧化物粉尘颗粒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过滤纳米金属氧化物粉尘颗粒复合滤料的制备方法,通过该方法制备得到的复合滤料在保持较低阻力的同时能够高效的除去空气中的纳米金属氧化物颗粒。

为实现上述目的,一种过滤纳米金属氧化物粉尘颗粒复合滤料的制备方法,包括以下步骤:

(1)制备永磁体基底:准备具有交叉网孔的金属网,去除表面杂质并干燥后,在金属网的下表面粘结永磁体颗粒,粘结点为交叉网孔的交接处;

(2)制备中间隔层:在金属网的上表面依次铺设一层热塑性聚氨酯橡胶膜和一层聚丙烯丝网;采用热压方式将聚丙烯丝网与金属网压合在一起制备成表面覆有聚丙烯丝网的永磁体基底;

(3)调制纺丝液:将聚乙烯吡咯烷酮粉末溶解在无水乙醇中配置成聚乙烯吡咯烷酮溶液,然后将磁性纳米颗粒加入到聚乙烯吡咯烷酮溶液中,搅拌后将其转移至密封罐中,再将密封罐放置于20-30℃的温水中,超声波震荡后调制成均匀分散的纺丝液;

(4)制备纳米纤维层:将步骤(3)调制的纺丝液装入自动注射器内,将步骤(2)制备的永磁体基底粘结有聚丙烯丝网的一面正对着放置于距离自动注射器针头15-20cm的下方位置,开启自动注射器,使其向聚丙烯丝网喷出纺丝液,纺丝液最终固化成纳米纤维附着在聚丙烯丝网表面,形成纳米纤维层;

(5)清洗及干燥:当纳米纤维表层完全覆盖在聚丙烯丝网表面后,将其放入有机溶剂中进行清洗,再放入真空干燥箱中进行充分干燥,制成复合滤料;所述有机溶剂为二甲苯、丙酮、乙醚中的一种。

优选的,步骤(3)中聚乙烯吡咯烷酮粉末与无水乙醇的质量比为(12-15):100;磁性纳米颗粒与聚乙烯吡咯烷酮溶液的质量比为(10-15):100。

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