[发明专利]光催化空气净化和灭菌纤维及制造方法和应用、光催化空气净化和灭菌过滤器及制造方法

权利要求书

1.一种光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，包括纤维基底和位于所述纤维基底表面的涂层，所述涂层的材料包括聚乙烯亚胺和分散在所述聚乙烯亚胺中的可见光光催化剂颗粒；所述纤维基底用于制备HEPA过滤材料；

所述纤维基底为表面修饰有亲水基团的纤维基底；

所述涂层由形成于表面修饰有所述亲水基团的所述纤维基底的涂布液固化形成；

所述涂布液的形成方法为：首先用去离子水溶解所述聚乙烯亚胺，形成聚乙烯亚胺溶液，然后，将所述可见光光催化剂颗粒分散到所述聚乙烯亚胺溶液中，得到所述涂布液；所述涂布液中，所述聚乙烯亚胺与所述去离子水的体积比为1:1~1:16，所述可见光光催化剂颗粒的质量占所述涂布液的质量的百分比为1%~5%；所述可见光光催化剂颗粒的平均粒径为6 nm~200 nm；所述可见光光催化剂颗粒的比表面积为50 m²/g~500 m²/g；

所述涂层的厚度为6nm~20nm；

还包括保护层，所述保护层位于所述纤维基底和所述涂层之间；

所述保护层包括所述聚乙烯亚胺和分散于所述聚乙烯亚胺的无机物颗粒，且所述无机物颗粒在可见光下无光催化活性。

2.根据权利要求1所述的光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，所述可见光光催化剂颗粒选自掺杂二氧化钛颗粒、Ag₃PO₄颗粒、Ag₂O/TiON颗粒和g-C₃N₄颗粒中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，所述掺杂二氧化钛颗粒为掺杂有C元素、N元素, Cu元素和Pt元素中的至少一种元素的二氧化钛颗粒。

4.根据权利要求1所述的光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，

所述纤维基底的材质包括玻璃纤维、纤维素纤维和树脂纤维中的至少一种；

所述可见光光催化剂颗粒的光催化活性激发波长为400 nm~700nm；

所述可见光光催化剂颗粒的带隙能为1.65eV~3eV。

5.根据权利要求1~4中任意一项所述的光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，所述无机物颗粒选自无机氧化物颗粒和无机硫化物颗粒中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的光催化空气净化和灭菌纤维，其特征在于，所述无机物颗粒选自二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。

7.一种如权利要求1~6中任意一项所述的光催化空气净化和灭菌纤维的制造方法，其特征在于，包括以下过程：

提供纤维基底，所述纤维基底用于制备HEPA过滤材料；

使所述纤维基底表面修饰有亲水基团；

用去离子水溶解聚乙烯亚胺，形成聚乙烯亚胺溶液，将可见光光催化剂颗粒分散到所述聚乙烯亚胺溶液中，得到涂布液；所述涂布液中，所述聚乙烯亚胺与所述去离子水的体积比为1:1~1:16，所述可见光光催化剂颗粒的质量占所述涂布液的质量的百分比为1%~5%，所述可见光光催化剂颗粒的平均粒径为6 nm~200 nm，所述可见光光催化剂颗粒的比表面积为50 m²/g~500 m²/g；

将所述涂布液形成于修饰有所述亲水基团的所述纤维基底的表面，固化所述涂布液，在所述纤维基底表面形成涂层，所述涂层的厚度为6nm~20nm，得到所述光催化空气净化和灭菌纤维。

8.如权利要求1~6中任意一项所述的光催化空气净化和灭菌纤维在口罩、包装用纺织品、具有抗病毒和抗菌性能的衣服、医用服装或空气净化装置用过滤器中的应用。

9.一种光催化空气净化和灭菌过滤器，包括过滤层，其特征在于，所述过滤层为由权利要求1~6中任意一项所述的光催化空气净化和灭菌纤维构成的纤维毡、无纺布或纺织布。