本发明属于静电纺丝领域，具体涉及一种粉尘过滤基材的制备方法及其应用。
背景技术：
功能性工业烟气除尘滤料是滤料发展的新方向，具有脱硝功能的除尘滤料更是吸引了各个领域专家学者的研究。具有脱硝除尘功能性滤料，是在常规滤料除尘的基础上附加了脱硝功能，不仅可以进一步脱除烟气中残余氮氧化物，降低污染物排放，还可以充分利用前道脱硝装置产生的过量氨水，有效防止了脱硝过程中造成的二次污染，具有极大的社会效益。目前，关于脱硝除尘滤料已不少有报道，制备方式主要分为以下几种：一是将脱硝催化剂通过浸渍涂覆的方式负载到纤维表面然后制备成为过滤材料，二是将催化剂粉末添加到纤维母粒中，制备成为含催化剂的纤维，三是将催化剂粉末添加到聚四氟乙烯粉料中，制备成为含有脱硝催化剂的聚四氟乙烯薄膜。以上方式存在的不足点为：催化剂堆积聚集，只有附着在滤料表面一层催化剂与烟气中氮氧化物接触，起到的催化脱硝效果微乎其微，所以目前脱硝除尘滤料并没有良好的工程应用。芳纶是一种高性能聚合物，耐高温、耐化学腐蚀性能优良，能充分满足工业烟气除尘器环境长时间使用，目前被广泛用于工业烟气高温过滤领域。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是为了解决背景技术中提到的催化剂堆积聚集、脱硝效果差的问题，提供一种具有催化脱硝功能的粉尘过滤基材、其制备方法及应用。
本发明提供一种粉尘过滤基材，由脱硝催化剂和芳纶混合溶液进行静电纺丝制备而成。
具体制备方法包括顺序相接的如下步骤：
1）制备脱硝催化剂-芳纶混合溶液：将脱硝催化剂和芳纶混合物溶于n-n二甲基乙酰胺中搅拌均匀，搅拌温度为100℃~110℃，搅拌后静置10~15分钟，得到浓度为0.11~0.20g/ml的脱硝催化剂-芳纶混合溶液，所述脱硝催化剂占脱硝催化剂和芳纶混合物的质量百分含量为10~35%。
2）静电纺丝：将步骤1）得到的脱硝催化剂-芳纶混合溶液进行静电纺丝，并采用长丝平纹织物接收，即得到具有催化脱硝功能的粉尘过滤基材。
为制备出具有较大比表面积和高孔隙率的催化剂负载材料，调节步骤2）中的静电纺丝工艺参数为：接收距离10~20cm，电厂电压25~35kv，纺丝速度0.5~1.0ml/h。
长丝平纹织物作为针刺非织造布的增强体，针刺过程中损伤小，可作为增强体的静电纺微纳纤维膜材料，为制备出具有合适比表面积和孔隙率的催化剂负载材料，所述长丝平纹织物为聚苯硫醚长丝平纹基布、芳纶长丝平纹基布或玻纤长丝平纹基布。
本发明还提供一种粉尘过滤基材在工业烟气中除尘脱硝的应用。
有益效果：本发明所述的粉尘过滤基材，是利用静电纺丝技术制备出的高孔隙率高比表面积的纤维膜材料，脱硝催化剂附着在纤维表面，且纤维未对催化剂完全包覆，增加了催化剂与氮氧化物的接触面积，提高催化脱硝效率。
附图说明
图1是实施例1制备的粉尘过滤基材的扫描电镜照片；纤维直径150nm，催化剂颗粒粒径为550nm，纤维未对催化剂完全包覆，催化剂颗可以与烟气中氮氧化物充分接触，达到较高的催化效率。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
称取0.15g锰铈钛类脱硝催化剂和1.35g芳纶溶于10mln-n二甲基乙酰胺溶液中，得到质量体积比浓度含量为15%（m/v）的脱硝催化剂-芳纶混合溶液，脱硝催化剂和芳纶的质量比为10：90，将溶液在105℃下搅拌至完全溶解，静止10min后静电纺丝。静电纺参数：电场电压25kv，接收距离15cm，纺丝速度0.6ml/h，用聚苯硫醚长丝平纹织物接收，最终得到复合纤维膜材料，即具有催化脱硝功能的粉尘过滤基材，催化脱硝效率可达到35%以上。
实施例2
称取0.3g钒钛类脱硝催化剂和1.2g芳纶溶于10mln-n二甲基乙酰胺溶液中，得到质量体积比浓度含量为15%（m/v）的脱除氮氧化物硝催化剂-芳纶混合溶液，脱硝催化剂和芳纶的质量比为20：80，将溶液在103℃下搅拌至完全溶解，静置20min后静电纺丝。静电纺参数：电场电压22kv，接收距离16cm，纺丝速度0.5ml/h，用芳纶长丝平纹织物接收，最终得到复合纤维膜材料，即具有催化脱硝功能的粉尘过滤基材，催化脱硝效率可达到35%以上。
实施例3
称取0.48g锰铈钛类脱硝催化剂和1.12g芳纶溶于10mln-n二甲基乙酰胺溶液中，得到质量体积比浓度含量为15%（m/v）的脱硝催化剂-芳纶混合溶液，脱硝催化剂和芳纶的质量比为30：70，将溶液在100℃下搅拌至完全溶解，静置15min后静电纺丝。静电纺参数：电场电压20kv，接收距离12cm，纺丝速度0.7ml/h，用玻纤长丝平纹织物接收，最终得到复合纤维膜材料，即具有催化脱硝功能的粉尘过滤基材，催化脱硝效率可达到50%。
应用例
实例1-3方法制备的复合纤维膜材料，具有大比表面积，高孔隙率及一定的催化脱硝效率，150~200℃下，催化脱硝效率可以达到50%，可作为工业烟气脱硝除尘用材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。