[发明专利]一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置及制备方法

权利要求书

1.一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，包括：外筒，杀菌除尘单元，静电发生器，降尘板，进风口，出风口，引风机，集尘盒，控制器，深紫外杀菌灯，电源；其特征在于，外筒是由底座、筒壁和顶盖构成的空腔，空腔的底部有集尘盒，空腔的下部筒壁是镂空的进风口，上端平面是出风口，空腔内部安装有杀菌除尘单元，其中，杀菌除尘单元包括：杀菌除尘网、金属网及网支架，网支架为圆环型结构，两圆环之间用十字形降尘板支撑，杀菌除尘网用螺钉固定圆环的外层，钢网用螺钉固定在圆环的内层，杀菌除尘网通过接线端子与静电发生器的高压输出端负极连接，钢网通过接线端子与静电发生器的高压输出端正极连接并与接地线连接，并通过接地线与控制器的接地端子连接，构成线路良好接地，静电发生器的电力输入端与控制器的DC输出端子连接，构成静电发生器的电力回路；网支架的上部环形面固定安装有十字形支架，十字形支架上固定安装有深紫外杀菌灯，深紫外杀菌灯的紫外光照射到杀菌除尘单元内部空腔的风道内，对风道内空气进行杀菌，深紫外杀菌灯的接线端子通过导线与控制器的DC输出端子连接，构成深紫外杀菌灯的电力回路；外筒空腔的上部有突出小平台，小平台上设置定位孔，引风机通过定位孔固定在小平台上，引风机的轴心与支架圆环圆心同心，引风机通过导线与控制器的DC电力输出端相连接，构成引风机电力回路。

2.根据权利要求1所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于杀菌除尘单元的网支架上分别螺丝固定杀菌除尘网和钢网，其中，内层是钢网外层是杀菌除尘网两者之间绝缘的，两者之间距离为10-50mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于杀菌除尘网由基材和复合石墨烯构成，基材为涤纶纱网、锦纶网纱、腈纶网纱、氯纶网纱、维纶网纱、氨纶网纱中的一种构成，基材上固化一层复合石墨烯料浆，纱网的一面植绒并形成绒毛刺，其毛刺可以进行尖端放电，构成杀菌除尘功能网纱，纱网的网孔为100-300μm，网纱的方阻为1-20 Ω/sq 。

4.根据权利要求1所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于集尘盒在本装置的底部，集尘盒分为外集尘槽，内集尘槽和密封槽，杀菌除尘单元的杀菌除尘网和钢网之间形成的圆环形网壁的底端深入到密封槽中，把集尘槽分割为内集尘槽和外集尘槽并形成连个独立的集尘空间。

5.根据权利要求1或4所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于外集尘盒主要收集进风口经过杀菌除尘网由静电排斥阻隔沉降的较大颗粒灰尘，内集尘盒主要收集出风口经过降尘板铺集的较细颗粒灰尘。

6.根据权利要求1所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于静电发生器为直流12-48V供电，输出高电压为1500-3000V，静电发生器的正极接地。

7.根据权利要求1所述的一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置，其特征在于深紫外杀菌灯为深紫外LED灯或深紫外低压汞灯中的一种，深紫外杀菌灯固定在十字支架上并深入出风口的风道中，紫外杀菌灯的发光波长为180-265nm。

8.一种静电场复合石墨烯杀菌除霾空气净化装置的制备方法，具体步骤如下：

第一步：杀菌除尘网纱制作

S1: 备制待用涤纶纤维丝，取100g的涤纶纤维丝，涤纶纤维丝直径为50-200微米，然后依次用乙醇和去离子水在超声清洗机中超声清洗，取出干燥，待用；

S2:复合石墨烯料浆配制，取5-15mg/mL水溶性纳米石墨烯20～50份、炭黑20-30份，固含量在10-50％的水性聚氨酯10～30份、水1-50份、分散剂1～3份、固化剂己二胺0.1～2份，按以上各成分比例配置成2000g的混合料浆，经过超声搅拌分散均匀，备用；

S3:取S1步中备用的涤纶纤维丝100g及取S2步中的备用料浆1000g,放入反应釜中常温下进行充分搅拌均匀，将搅拌均匀后的涤纶纤维丝进一步超声波分散固化10-30分钟，然后取出石墨烯复合涤纶纤维丝进行脱水烘干，所述的烘干温度为65℃-80℃，烘干时间为15-30分钟，备用；

S4：将S3步中的备用石墨烯复合涤纶纤维丝放在织机进行网纱纺织植绒，纺织出网纱孔径为100-300μm，植绒的绒毛长度为0.1-1mm，备用；

S5：取100g固含量为2.5-5%，纳米银线和纳米二氧化钛质量比为10-20:1的配置好的复合银纳米线浆液，取固含量在10-50％的水性环氧树脂1～50份、固含量 在20-60％的水性丙烯酸树脂1～20份，充分搅拌混合，超声波震荡分散10-30分钟后，获得1000g复合纳米银线复合浆液；取1000g复合纳米银线浆液缓慢加入1000g的S2步中的备用液，进一步搅拌混合10-15分钟，获得复配复合石墨烯料浆，备用；

S6：取S5步中的1000g复配复合石墨烯料浆，把S4中的植绒网纱浸润在该溶液中，进一步搅拌、超声波分散固化20-30分钟，然后取出放入50-65℃的烘箱中，过夜烘干后即可得到本技术方案的杀菌除尘网纱，待用；

第二步：金属网制作

1、取未喷涂防腐涂料或油漆的钢丝网若干，钢丝网孔直径为100-200微米，然后依次用乙醇和去离子水在超声清洗机中超声清洗，取出干燥，待用；

2、取S5步骤中1000g复配复合石墨烯料浆，然后把1步骤中的钢丝网浸润在该料浆中，充分搅拌、超声波分散固化10-30分钟，然后取出放入50-65℃的烘箱中，烘干后即可得到本技术方案的钢网，备用；

第三步，整机制作

Z1：杀菌除尘单元制作，制作杀菌除尘单元框架，把上下两个同心塑料圆环用十字支架支撑固定，上述第二步中备用钢网剪切成与框架匹配的尺寸，并用导线在钢网上焊接接线端子，在圆环内侧裹贴，形成杀菌除尘单元的内环网罩；将上述第一步中备用的杀菌除尘网剪切成与框架匹配的尺寸，并用导线在杀菌除尘网上压接接线端子，在圆环外侧裹贴，形成杀菌除尘单元的外环网罩，备用；

Z2:在外壳上端的小平台上安装引风机并接入控制器，Z1步中环形网罩的下端安装于除尘盒的密封槽中，并用螺丝固定，静电发生器的负极接入杀菌除尘网的接线端子，静电发生器的正极接入钢网的接线端子并同时接入控制器的接地端,备用；

Z3:把Z2步中已连接好线路的杀菌除尘单元装入外壳中进一步密封固定，控制器引出电力导线连接电源，本技术方案的杀菌除霾空气净化装置制作完成。