[发明专利]一种空气净化器滤芯及空气净化器

说明书

本发明公开一种空气净化器滤芯，其特征在于，采用如下工艺制备，称取(1.0g‑6.0g)的PVP与(2‑15)ml DMF混合，接着加入1‑2mmol的硫酸铜，在室温下搅拌混合；将该混合液作为外层纺丝液，以空气作为轴层，进行同轴静电纺丝处理，得到空心结构的PVP‑硫酸铜的纺丝薄膜材料；将空心结构的PVP‑硫酸钴的纺丝薄膜材料置于惰性气氛的管式炉中进行两步加热处理，第一步热处理于200～300℃，升温速率为1～5℃/min，保温时间为20～30min；第二步热处理于500～700℃，升温速率为1～5℃/min，保温时间为20～60min；得到空心结构的碳纳米纤维‑氧化铜/硫化铜的复合材料，采用以上制备得到的空气滤芯用于除去空气中的甲醛、苯、甲苯等有机污染源。

技术领域

本发明涉及空气净化设备技术领域，更具体地说，涉及一种以碳纳米纤维-氧化铜/硫化铜作为滤芯的空气净化器。

背景技术

近年来，随着装修标准的不段提升，室内空气污染问题越来越突出，而空气净化器是用来净化室内空气的有效手段，其能改善室内空气质量；而空气净化器的核心部件在于滤芯，其净化性能直接影响空气净化器的水平。光催化滤芯是以光催化剂作为空气净化材料，市面上的光催化滤芯主要以纳米TiO₂作为光催化剂，在光源照射下降解甲醛、VOCs生成CO₂和H₂O，达到净化空气、分解有害有机物的目的。但是，纳米TiO₂本身只对紫外光具有较好的响应，对可见光响应较差，对光催化降解甲醛、VOCs等性能欠佳。因此，开发出一种具有高催化活性的滤芯材料具有十分重要的现实意义。现有技术CN113926443A公开一种用于可见光催化除醛的多元复合材料及空气净化器，所述用于可见光催化除醛的多元复合材料包括ZnO/g-C₃N₄/CuO_X三元复合，ZnO/g-C₃N₄/CuO_X光催化纳米材料能够高效地降解空气中的甲醛污染物。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纳米纤维-氧化铜/硫化铜薄膜材料，以及将碳纳米纤维-氧化铜/硫化铜薄膜材料用作空气净化器滤芯。

一种空气净化器滤芯，其特征在于，采用如下工艺制备，称取(1.0g-6.0g)的PVP与(2-15)ml DMF混合，接着加入1-2mmol的硫酸铜，在室温下搅拌混合；将该混合液作为外层纺丝液，以空气作为轴层，进行同轴静电纺丝处理，得到空心结构的PVP-硫酸铜的纺丝薄膜材料；

将空心结构的PVP-硫酸钴的纺丝薄膜材料置于惰性气氛的管式炉中进行两步加热处理，第一步热处理于200～300℃，升温速率为1～5℃/min，保温时间为20～30min；第二步热处理于500～700℃，升温速率为1～5℃/min，保温时间为20～60min；得到空心结构的碳纳米纤维-氧化铜/硫化铜的复合材料。

优选的，静电纺丝的条件具体如下：纺丝温度为25～30℃，接收距离为15～30cm，喷出速率为0.8～1.5mL/h，电压为10～30kV，相对湿度为15～30％。

优选的，惰性气氛为氮气、氩气；

优选的，一种空气净化器，采用以上制备得到的滤芯用于除去空气中的甲醛、苯、甲苯等有机污染源。

技术效果：

本申请采用静电纺丝工艺制备得到空心结构的碳纳米纤维-氧化铜/硫化铜薄膜层作为空气净化器滤芯层，硫酸铜在热处理工艺过程中由于部分被碳还原的缘故形成氧化铜-硫化铜的异质结材料，促进光诱导电子-空穴对的分离；中空的纺丝膜材料具有极大的比表面积，有利于对污染源的高效物理吸附，经测试，该滤网具有对甲醛、VOCs等有害气体具有高效的光催化分解性能。本申请采用常规性的原料，制备工艺简单，反应条件容易实现控制，在空气净化器方面具有潜在的应用价值。

具体实施方式

实施例1