本发明涉及一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，具体指在不降低发动机机动性的前提下，吸附柴油机尾气中的颗粒物、氧化NOX为主的柴油机尾气过滤用纤维制品。
背景技术：
柴油机是工程上大量使用的一种发动机，具有动力优异、经济、适应性强等优异性能。但柴油机的广泛使用也带来了较汽油机更为严重的污染，尤其是颗粒物和NOX的排放，严重危害人类的健康，迫切需要减小柴油机使用带来的危害。柴油机颗粒物排放的机内控制技术已比较成熟，进一步改进的空间十分有限，若要使柴油机污染物排放符合国家排放标准的要求，只有进一步改进柴油机尾气后处理技术。目前用于处理柴油机尾气的技术主要包括：废气再循环技术、选择还原技术等，而当废气再循环量太小时，无法有效降低氮氧化物排放；而如果废气再循环量太大，则可能会导致发动机燃烧恶化，运转不稳甚至熄火，碳氢化合物排放量增加。选择还原技术存在尿素水溶液的缺失、尿素水溶液浓度的控制、选择还原催化器老化引起的转化效率下降等问题。能吸附、降解尾气中有害物质的尾气净化装置越来越受到人们的青睐，其中具有特殊结构和性能的过滤材料是净化装置的核心组成部分。近年来，有人采用木纤维、金属网、SiC多孔陶瓷等作为滤芯材料，上述材料要么加工困难、要么使用寿命短、要么难以实现对尾气中的有害物质进行降解。例如中国专利公开号为CN1387932A，公开日为2003年1月1日，发明名称为“具有自清洁功能的纳米界面分离网及其制法和用途”公开了一种具有自清洁功能的金属纤维织物的技术方案，采用化学气相沉淀和热固化的方法，将纳米低表面能粉末、分散剂在纳米光催化粘接剂和有机溶剂混合气氛中搅拌分解成乳液，在40-380目的金属织物上，以次用喷涂、干燥定形处理等工艺，获得具有自清洁功能的纳米界面分离网。在此金属网膜制备的过程中，未实现其功能性，所采 用的技术手段繁琐，加工工艺复杂，不利于规模化生产，且金属网易锈蚀，使用寿命受限。中国专利公开号为93114055，公开日为1995年5月31日，发明名称为“一种疏水、防尘、防油、防紫外线织物的制作工艺”公开了一种具有疏水、防尘、憎油、防紫外线性能的织物，及其加工工艺。它是将棉、麻、丝、合成纤维等织物面料浸渍在氟化物，有机硅化合物，表面活性剂，胶粘剂，纳米陶瓷，水及其它混合的溶液中，10秒至5分钟，脱去多余的溶液后在50-200℃下干燥、定型。中国专利公开号为CN1277019C，公开日为2006年9月27日，发明名称为“纳米自清洁真丝绸及其制品”公开了一种纳米自清洁真丝绸织物的技术方案，通过含有纳米颗粒的有机氟整理剂对真丝绸制品进行整理，使丝绸制品具有疏水、疏油的双疏特性。该方案对织物的反应活性要求较高，且工艺复杂限制了其推广使用。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明的目的在于克服金属过滤材料使用寿命短、孔尺寸不易控制等缺陷，提供一种孔径可控的微孔过滤材料。本发明避免使用现有尾气过滤滤芯需多次后整理的繁琐加工过程，采用织造技术，即可获得具有50-300μm之间的梯度微孔过滤材料。以本发明获得的梯度微孔结构的纤维过滤材料，对柴油机尾气进行吸附及自降解清洁处理。为了实现上述目的，其技术解决方案为：一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，所述的纤维制品由初滤层、粗滤层和精滤层构成，初滤层、粗滤层和精滤层之间由织造连接，初滤层、粗滤层和精滤层的表面上分别均匀分布有通透的微孔，初滤层、粗滤层和精滤层之间的间距d分别为0.2-1mm，初滤层上的通透微孔的孔径为50-300μm，初滤层上的通透微孔的孔径为粗滤层上的通透微孔的孔径的2-4倍，粗滤层上的通透微孔的孔径为精滤层上的通透微孔的孔径的2-4倍，所述的初滤层、粗滤层和精滤层的表面附着有有机氟整理剂反应形成的表层。所述的纤维材料为中空的石英纤维或石棉纤维或芳纶纤维中的一种。所述的有机氟整理剂为氟烷基丙烯酸酯或氟碳树脂或氨基-2-甲基吡啶碘化物或1,1,2,2-四氢全氟烷基碘化物(C4-C20)全氟烷基乙基碘中的一种或几种。由于采用了上述技术方案，本发明的对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，纤维制品由初滤层、粗滤层和精滤层构成，各层次之间间隔0.2-1mm的隔距，构成各层的纤维材料为中空的纺织纤维，各层表面上分别均匀分布有通透的微孔，各层表面上的通透微孔的孔径梯度递减，各层的表面附着有有机氟整理剂反应形成的表层。由于各滤层的通透微孔的孔径梯度递减，柴油机尾气在通过排气管进入过滤纤维制品时，初滤层先将体积较大的颗粒物截留，在排气压力的作用下，尾气携带较小的颗粒物进入到粗滤层，这时粒径较小的颗粒物亦被截留，尾气继续前进，到达最后一层精滤层，剩下的微粒大部分将被截留，大大降低尾气中颗粒物的含量。本发明所述的通透微孔的孔径梯度递减的纤维材料，将尺寸不同的颗粒物进行逐步截留，以达到净化的目的。其次，由于所述的各滤层表面进行了有机氟整理，获得了超拒油/拒水的表面性能，尾气通过时，油渍颗粒物等很难附着在滤芯表面，实现自清洁的功能。尾气中的颗粒物被各滤层依次分离，颗粒物将沿各滤层的间隔缝隙下落，避免了各滤层的因堵塞而失去过滤功能，既实现了过滤材料的自清洁再生，又延长过滤材料更换的时间间隔，从而避免了频繁更换过滤材料。纤维制品使用中空纤维做原料，因此具有定向吸湿作用，为配合净化液等尾气处理助剂的使用，奠定了良好的基础。本发明的纤维制品为柴油机尾气的后处理，提供了一种新的过滤材料，具有加工工艺简单，原料来源广泛，成本低，易于规模化生产的特点。附图说明图1为本发明柴油机尾气净化滤芯的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述，见附图1。一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，所述的纤维制品由初滤层1、粗滤层2和精滤层3构成，初滤层1、粗滤层2和精滤层3每层的厚度为0.2-2mm，初滤层1、粗滤层2和精滤层3之间由织造连接，构成初滤层1、粗滤层2和精滤层3的纤维材料采用中空的石英纤维或石棉纤维或芳纶纤维中的一种，中空的纤维材料具有和毛细管相似的结构，通过毛细效应产生吸湿作用，可将净化液或其他分解净化整理剂吸附到过滤层的内部和表面，对尾气进行催化降解。初滤层1、粗滤层2和精滤层3的表面附着有有机氟整理剂反应形成的表 层，所述的有机氟整理剂为氟烷基丙烯酸酯或氟碳树脂或氨基-2-甲基吡啶碘化物或1,1,2,2-四氢全氟烷基碘化物(C4-C20)全氟烷基乙基碘中的一种或几种，其原料易得，价格低廉。由于有机氟整理剂的拒水/拒油特性，使初滤层1、粗滤层2和精滤层3均具有自清洁功能，可快速实现各滤层的再生，延长了各滤层的使用寿命，避免了频繁更换。初滤层1、粗滤层2和精滤层3的表面上分别均匀分布有通透的微孔，初滤层1上的通透微孔的孔径为50-300μm，初滤层1上的通透微孔的孔径为粗滤层2上的通透微孔的孔径的2-4倍，粗滤层2上的通透微孔的孔径为精滤层上3的通透微孔的孔径的2-4倍，各滤层具有微孔孔径的梯度递减结构，可分级过滤尾气中的不同粒径的颗粒物，过滤效果更好。初滤层1、粗滤层2和精滤层3之间的间距d分别为0.2-1mm，尾气中的颗粒物被初滤层1、粗滤层2和精滤层3依次分离，沿各滤层的间隔缝隙下落，避免了各滤层的因堵塞而失去过滤功能。柴油发动机产生的废气中含有未完全燃烧的颗粒物、NOX、CO等有害物质，经过前部的过滤、消音等尾气装置，一部分上述有害物质被吸附去除，尾气的质量得到一定程度的改善，但仍有相当程度的有害物质残留，且截留再生装置往往会降低发动机的动力性、增加油耗，净化尾气是尾气处理装置的主要目的。而作为尾气净化装置核心的过滤滤芯的结构和性能直接决定着净化效果的好坏。因此过滤滤芯既要能有效地截留颗粒物、良好的透气性，又要易于加工，使尾气净化装置兼具有效去除有害物质和提高发动机效率的特点。本发明正是基于上述原理，在现有的尾气净化装置机构上，安装一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的过滤滤芯，达到去除尾气中有害成分、减少环境污染、提高经济效益的目的。本发明所述的一种对柴油机尾气具有吸附及自清洁功能的纤维制品，所述的纤维制品的初滤层1首先与尾气接触，由于各滤层的通透微孔的孔径梯度递减，按图中箭头所示方向，柴油机尾气在通过过滤纤维制品时，初滤层1先将体积较大的颗粒物截留，在排气压力的作用下，尾气携带较小的颗粒物进入到粗滤层2，粒径较小的颗粒物被截留，尾气到达最后一层精滤层3，大部分剩下的微粒被截留，大大降低尾气中颗粒物的含量。本发明所述的通透微孔孔径梯度递减的纤维制品，可将尺寸不同的颗粒物进行逐步截留，以达到净化的目的。由于所述的各滤层表面进行了有机氟整理，具有超拒油/拒水的表面性能，油渍颗粒物等很难 附着在滤芯表面，具有自清洁的功能。尾气中的颗粒物被各滤层依次分离，沿各滤层的间隔缝隙下落，避免了各滤层因堵塞而失去过滤功能，既实现了过滤材料的自清洁再生，又避免了频繁更换过滤材料。纤维制品使用中空纤维做原料，具有定向吸湿作用，可配合净化液等尾气处理助剂的使用，提高纤维制品对尾气的催化净化作用。本发明的纤维制品为柴油机尾气的后处理，提供了一种新的过滤材料，具有加工工艺简单，原料来源广泛，成本低，易于规模化生产的特点。