[发明专利]一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯及其制备方法

权利要求书

1.一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，包括支撑座（1）、固定层（3）及多个套管组件（2），所述支撑座（1）包括第一支座（11）和第二支座（12），多个套管组件（2）均匀设置在第一支座（11）和第二支座（12）之间，套管组件（2）两端分别与第一支座（11）和第二支座（12）相连接，所述固定层（3）连接在第一支座（11）和第二支座（12）之间，固定层（3）包覆在多个套管组件（2）的外侧；

所述套管组件（2）包括

第一过滤套管（21），由依次设置的第一无纺布层（211）、活性炭滤层（212）、第一无纺布层（211）组成，活性炭滤层（212）夹设在两层第一无纺布层（211）之间，

第二过滤套管（22），套设在第一过滤套管（21）外部，其内壁与第一过滤套管（21）外壁之间留有预设距离，由依次设置的第二无纺布层（221）、石墨烯银纳米颗粒滤层（222）、第二无纺布层（221）组成，石墨烯银纳米颗粒滤层（222）夹设在两层第二无纺布层（221）之间；

所述第一支座（11）的外端作为进风端（4），第一过滤套管（21）的芯部作为进风风道（6）与进风端（4）相连通，第二支座（12）的外端作为出风端（5），相邻第二过滤套管（22）之间形成的空隙作为出风风道（7）与出风端（5）相连通。

2.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一支座（11）和第二支座（12）的内端设置有用于固定套管组件（2）的卡座。

3.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一过滤套管（21）贯穿第一支座（11）与第一支座（11）相连接。

4.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第二过滤套管（22）的石墨烯银纳米颗粒滤层（222）及内层的第二无纺布层（221）的端部呈封闭式固定在第二支座（12）上，第二过滤套管（22）的外层的第二无纺布层（221）贯穿第二支座（12）与第二支座（12）相连接。

5.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一过滤套管（21）和第二过滤套管（22）的横截面均设置呈圆环状。

6.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述固定层（3）设置为单层或多层结构的无纺布层。

7.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，相邻第二过滤套管（22）的外端面相互贴合设置。

8.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一支座（11）上设置有与第一过滤套管（21）相适配的密封圈，第二支座（12）上设置有与第二过滤套管（22）相适配的密封圈。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

第一过滤套管（21）的制备：将两层无纺布层卷绕制成圆筒状，在两层无纺布层中间填入活性炭；

第二过滤套管（22）的制备：将石墨烯银纳米颗粒喷涂在无纺布表面，烘干后再覆盖一层无纺布，卷绕制成圆筒状；

将上述第一过滤套管（21）嵌套入第二过滤套管（22）中制成套管组件（2），连接到支撑座（1）上，多个套管组件（2）呈蜂窝状排列，最后用固定层将套管组件进行固定，制得滤芯。

10.根据权利要求9所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯的制备方法，其特征在于，所述第二过滤套管（22）的制备过程中，石墨烯银纳米颗粒的喷涂方法为：首先将粘结剂PVA、PET加入纯水中搅拌均匀，然后加入石墨烯/银纳米颗粒复合材料进行搅拌，搅拌均匀后喷涂在无纺布表面；

所述石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备方法包括如下工艺步骤：

a、Hummers法制备氧化石墨烯材料：搅拌下向浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠的固体混合物；再分次加入高锰酸钾，控制反应温度不超过4℃，搅拌反应一段时间；然后缓慢升温保持温度35-40℃，继续搅拌一段时间；再缓慢加入去离子水，温度不超过70℃；然后升温至85℃，搅拌反应一段后，加入适量去离子水和双氧水，双氧水可还原残留的未反应的KMnO₄，溶液变为亮黄色；趁热过滤，并用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根；最后将滤饼真空干燥，制得氧化石墨烯；

b、取步骤a制得的氧化石墨烯，加入去离子水，配制成浓度0.1-1%的氧化石墨烯溶液，超声分散，将浓度为0.1-3mg/mL的AgNO₃溶液加入到氧化石墨烯分散液中，避光搅拌使其混合均匀；然后在混合溶液中加入还原剂，搅拌反应30-180min，将反应液进行抽滤得到氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料滤饼，滤饼经真空干燥，制得氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料粉末；

所述还原剂采用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、葡萄糖、抗坏血酸中的至少一种；

c、将步骤b中制得的氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料粉末置于坩埚中，在马弗炉中缓慢加热至200℃，保温30-60min，然后升温至700℃保温30-60min，自然冷却至室温制得石墨烯/银纳米颗粒复合材料。