用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，它包括滤芯框架（1）和安装在滤芯框架（1）内的芯材，芯材包括位于中间的气凝胶复合材料（2），位于凝胶复合材料（2）上表面和下表面的HEPA高效滤网（3），气凝胶复合材料（2）包括中间的二氧化硅气凝胶（4）和夹在二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的双组分无纺毡（5）。本发明提供的空气净化复合滤芯，结构设计合理，可高效的过滤有机污染气体，尤其对二手烟、三手烟污染物具有很好的清除作用，可广泛用于各种空气净化设备，具有重要的环境保护作用和应用前景。
【专利说明】用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种滤芯材料，具体涉及一种烟雾净化用滤芯，可应用于室内空气环 境净化，尤其可用于清除环境中二手烟、三手烟污染物的复合滤芯。
【背景技术】
[0002] 空气净化装置逐渐成为日常生活所必需的设备，滤芯是净化器的核心，滤芯的结 构和材质直接影响净化器的效率。现有的滤芯结构和材质，如HEPA滤网型、活性炭填充型、 活性炭纤维复合型等只能分别净化空气中的气体、颗粒物和微生物，对空气中混合污染物 的净化效果不理想。而专门用于清除空气中的香烟烟雾、二手烟、三手烟等污染物的滤芯材 料现有技术还未见有报道。
[0003] 室内空气污染的主要来源之一是吸烟，二手烟是来自香烟燃烧的支流烟(约占 85%)和吸烟者吐出的主流烟(约占15%)的混合烟雾。三手烟的概念比较新，它指吸烟后残 留在物体表面和灰尘中的烟雾污染物。二手烟主要为气相中的化学物质，毒性也主要来自 气相烟雾。三手烟以吸附在物体表面的化合物为主，其中有些化合物，包括有毒物质如苯 等，可以重新释放到空气中。尼古丁是这类污染的主要成分，如果不迅速清除，可以与空气 污染物，如臭氧、亚硝酸等反应形成二代有毒物质，包括致癌物。
[0004] 现有的空气净化用滤芯主要有HEPA滤网型和活性炭填充型。HEPA滤网能够有效 过滤空气中灰尘、细颗粒物以及细菌等污染物，但无法清除污染气体。活性炭滤芯能够有效 地吸附和过滤空气中的污染气体，但其表面易被空气中粉尘、颗粒物覆盖，同时容易吸附空 气中的水蒸气、二氧化碳等气体，从而降低吸附性能，影响滤芯的过滤效率及使用寿命。因 此，无论是HEPA高效滤网还是活性炭滤芯，都无法快速、有效、彻底地清除二手烟和三手烟 所带来的污染。
[0005] 因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发一种具有很好的净化空气中污 染物，如二手烟和三手烟污染物的复合滤芯材料。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，吸 附效率高、使用寿命长，可清除空气中各种污染物，尤其能够有效清除二手烟、三手烟等烟 雾污染物的空气净化用复合滤芯。
[0007] 技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为： 一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，它包括滤芯框架和安装在滤芯框架内的 芯材，所述的芯材包括位于中间的气凝胶复合材料，位于凝胶复合材料上表面和下表面的 HEPA高效滤网，所述的气凝胶复合材料包括中间的二氧化硅气凝胶和夹在二氧化硅气凝胶 上、下表面的无纺毡。
[0008] 作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的气凝 胶复合材料包括2层二氧化硅气凝胶和夹在2层二氧化硅气凝胶上、下表面的3层无纺毡。 所述的无纺毡为双组分无纺毡。
[0009] 作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的二氧 化硅气凝胶中气凝胶可选用粉末状或者颗粒状；本空气净化复合滤芯所用气凝胶为颗粒状 气凝胶，粒径为20?100目，比表面积为20(Tl000m 2/g，孔径为1?100nm。
[0010] 作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的双组 分无纺毡的面密度为3(T600g/m 2,厚度为l?10mm。
[0011] 作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的HEPA 高效滤网呈褶叠状，从而增加吸附面积。
[0012] 作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的滤芯 框架包括框架底座和安装在框架底座上的两个网状支架，所述网状支架的孔径为20 ~40 目。所述的网状支架的材质为金属或高分子材料。网状支架可为四方形，支架上网络格局 纵横交错，形成较大空气过滤孔，减少风阻，还可为HEPA滤网和气凝胶复合材料提供框架 支撑。
[0013] 本发明所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，用途广泛，可广泛用于空 气净化器滤芯、空调滤芯、新风系统滤芯、汽车空调滤清器以及其他类似的气体过滤装置和 设备。
[0014] 本发明提供的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其中二氧化硅气凝胶具有 高效吸附性和吸附特异性，可以很快清除空气中的气体污染物，包括二手烟、三手烟中的尼 古丁、醛类、苯类等粘性或气相物质，从而实现净化空气、降低吸烟危害的目的。为研究二氧 化硅气凝胶材料对二手烟、三手烟中常见化合物的吸附能力，本发明以尼古丁、甲醛、苯等 作为目标物，以活性炭作对比，考察两种吸附材料对目标物的吸附性能，结果显示，气凝胶 材料对目标物的吸附性能是活性炭的5-7倍。
[0015] 本发明芯材由HEPA高效滤网和气凝胶复合材料组成。HEPA高效滤网呈褶叠状，该 过滤网对于0. l-o. 3um的细颗粒物，过滤效率高达97%-99. 99%。气凝胶复合材料为三层双 组分无纺毡夹两层颗粒状二氧化硅气凝胶。HEPA高效滤网和气凝胶复合材料位于网状支 架中间，气凝胶复合材料居中，两侧覆盖有HEPA高效滤网。HEPA高效滤网和气凝胶复合材 料可充填于各种形状的支架或者支架隔层中。本发明采用褶叠状HEPA高效滤网置于气凝 胶复合材料两侧，当空气经过第一层滤网时，首先能有效地除去空气中粉尘、细颗粒物及细 菌，同时避免这些污染物进入内层，附着在气凝胶复合材料表面，降低其吸附性能。当气体 穿透气凝胶复合材料后，经过第二层HEPA滤网，气体中未清除的残留物及通过气凝胶过滤 层所带出的细小二氧化硅气凝胶颗粒被阻拦吸附，从而确保空气净化完全。
[0016] 作为优选方案，本发明采用三层双组分无纺毡夹两层二氧化硅气凝胶作为内置芯 材，可增大二氧化硅气凝胶的吸附面积，增强吸附效果，延长使用寿命，同时拓宽应用领域。 二氧化硅气凝胶材料对多种有机气体如苯、甲苯、甲醛、四氯化碳等以及气化的尼古丁的吸 附能力是活性炭及活性炭纤维的数倍。其结果如下表所示：
【权利要求】
1. 一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：它包括滤芯框架（1)和 安装在滤芯框架（1)内的芯材，所述的芯材包括位于中间的气凝胶复合材料（2)，位于凝胶 复合材料（2)上表面和下表面的HEPA高效滤网（3)，所述的气凝胶复合材料（2)包括中间 的二氧化硅气凝胶（4)和夹在二氧化硅气凝胶（4)上、下表面的无纺毡（5)。
2. 根据权利要求1所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述 的气凝胶复合材料（2)包括2层二氧化硅气凝胶（4)和夹在2层二氧化硅气凝胶（4)上、下 表面的3层无纺毯（5)。
3. 根据权利要求1或2所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于： 所述的二氧化硅气凝胶（4)中气凝胶为粉末状或者颗粒状。
4. 根据权利要求3所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所 述的二氧化硅气凝胶（4)中气凝胶为颗粒状气凝胶，粒径为20?100目，比表面积为 20(Tl000m 2/g，孔径为 1 ?100nm。
5. 根据权利要求4所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述 的无纺毯（5)的面密度为30~600g/m 2,厚度为
6. 根据权利要求5所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述 的HEPA高效滤网（3)呈褶叠状。
7. 根据权利要求6所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述 的滤芯框架（1)包括框架底座（1-1)和安装在框架底座（1-1)上的两个网状支架（1-2)，所 述网状支架（1-2)的孔径为20?40目。
【文档编号】B01D46/00GK104289047SQ201410600622
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】成森平, 沈军, 杭渤, 丁俊, 张志华 申请人:南京济行医药科技有限公司