本发明涉及一种过滤材料，具体涉及一种用于高效空气净化装置的滤网。
背景技术
随着国内经济的高速发展，人们的生活水平在不断的提高，然后我们的环境空气质量却在不断的下降，严峻的空气污染状况，对人们呼吸和身体健康带来严重的影响。空气中的悬浮了大量的细颗粒粉尘，工业化生产所产生的硫化物和汽车排放的氮氧化物的浓度占比正逐年上升，其污染程度日趋严重。当前，人们对居住环境质量和身体健康给予了越来越多的关注，防止空气污染，改善环境空气质量是社会热点话题之一。为了应对装修污染和城市空气污染可能带来的室内空气污染，空气净化器越来越多的被中国家庭所选择，成为一种新兴的家用电器。近年来，我国空气净化器市场呈现较好的发展态势，国内外不少企业开始关注到正在酝酿的空气净化器行业，使其成为热门投资行业之一。
空气净化装置是指能够吸附、分解或转化各种空气中的污染物，有效提高室内空气清洁度的产品。在居家、医疗、工业领域均有应用，居家领域以单机类的家用空气净化装置为市场的主流产品，最主要的功能是去除空气中的颗粒物，包括过敏原、室内的等，同时还可以解决由于装修或者其他原因导致的室内、地下空间、车内挥发性有机物空气污染问题。由于相对封闭的空间中空气污染物的释放有持久性和不确定性的特点，因此使用空气净化装置净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法之一。
空气净化装置的滤网是实现空气净化功能的关键部件，现有的滤网已有采用活性炭与纳米二氧化钛复合作为过滤材料，但其净化效果有限，很难满足目前市场中对于高效净化的需求。
因此，如何进一步提高滤网的净化效果一直是本领域的研究重点。
技术实现要素：
为了解决现有技术中空气净化装置的净化效果有待提高的技术问题，本发明提出了如下技术方案：
一种用于高效空气净化装置的滤网，所述滤网的制备过程包括如下步骤：
s1利用氯丁橡胶在支撑体无纺布表面粘结形成吸附层；
s2在吸附层表面喷洒厚度约1～5mm的活性炭层，得到活性炭复合载体；
s3将粒径为10-100nm的纳米二氧化钛分散于水中，得到团聚体浆料，将活性炭复合载体在团聚体浆料中浸染2～4次，烘干，最终得到活性炭表面附有纳米二氧化钛的滤网；
其中，s3中二氧化钛为经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛。
所述经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程包括如下步骤：
(1)溶液a的配制:量取20～40ml的钛酸丁酯加入到30～60ml无水乙醇中，经电磁搅拌；
(2)溶液b的配制:将一定量的三乙胺、10～20ml蒸馏水、0.30～1ml的浓硝酸、一定量的yb(no3)3·5h2o及一定量的eu(no3)3·6h2o加入到10～20ml无水乙醇中；其中，三乙醇胺加入量按n元素与tio2的摩尔比为0.5％～2.5％计算；yb(no3)3·5h2o的加入量按yb元素与tio2的摩尔比为1.5％～2.5％计算；eu(no3)3·6h2o的加入量按eu元素与tio2的摩尔比为1.0％～2.0％计算；
(3)超声搅拌下将溶液a逐滴加入到溶液b中，继续搅拌，得到均匀的溶胶，常温下静置24h～48h，再在真空干燥箱中真空干燥，研磨成粉末，经煅烧处理，得到氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛；
(4)将步骤(3)得到的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛加入到改性剂中进行改性处理，并在改性过程中进行超声搅拌处理，经干燥处理，即得到经改性处理的氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛；其中，氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛与改性剂的质量比为1～10:50；
其中，改性剂为聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)按质量比为1：2～6复配混合；其中，所述化合物(a)的结构式为
优选地，步骤(1)中所述电磁搅拌时间为20min～60min。
优选地，步骤(3)中所述真空干燥温度为80～120℃。
优选地，步骤(3)中所述真空干燥时间为20～60min。
优选地，步骤(3)中所述煅烧的温度为500～700℃。
本发明的技术方案具有如下由益效果：
(1)将氮、铕、镱这三种元素掺杂到纳米二氧化钛中，并经过大量实验优化上述三种元素的掺杂量，最终获得了上述三种元素合适的掺杂量，进而使纳米二氧化钛的光催化效率得到进一步提高。
(2)针对纳米二氧化钛分散性不高的问题，本发明采用聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)分散剂的复配混合物作为纳米二氧化钛的改性剂，并经过大量实验，获得了两种分散剂的最佳复配比例，使两种分散剂发挥协同分散作用，最大限度提高氮铕镱掺杂纳米二氧化钛的分散效果。
(3)相比于普通纳米二氧化钛，采用经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛与活性炭复合作为滤网可以显著提高空气净化装置的空气净化效率，其原因是经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛具有更高的光催效率和更好的分散效果。
附图说明
图1为经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的的电子显微镜照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和对比例，对本发明进行进一步详细说明。
首先，准备实施例1～3与准备对比例1～10介绍了经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程的制备过程及其光催化效果和分散效果。
准备实施例1
经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程如下：
(1)溶液a的配制:量取20ml的钛酸丁酯加入到30ml无水乙醇中，经电磁搅拌；
(2)溶液b的配制:将一定量的三乙胺、10蒸馏水、0.30ml的浓硝酸及一定量的yb(no3)3·5h2o及一定量的eu(no3)3·6h2o加入到10ml无水乙醇中；其中，三乙醇胺加入量按n元素与tio2的摩尔比为0.5％计算；yb(no3)3·5h2o的加入量按yb元素与tio2的摩尔比为1.5％计算；eu(no3)3·6h2o的加入量按eu元素与tio2的摩尔比为1.0％计算；
(3)超声搅拌下将溶液a逐滴加入到溶液b中，继续搅拌，得到均匀的溶胶，常温下静置24h，再在真空干燥箱中真空干燥，研磨成粉末，经煅烧处理，得到氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛。
(4)将步骤(3)得到的氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛加入到改性剂中进行改性处理，并在改性过程中进行超声搅拌处理，经干燥处理，即得到改性氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛；其中，氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛与改性剂的质量比为1:50。
其中，改性剂为聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)按质量比为1：2复配混合；其中，所述化合物(a)的结构式为
其中，步骤(1)中所述电磁搅拌时间为20min；步骤(3)中所述真空干燥温度为80℃；步骤(3)中所述真空干燥时间为20min；步骤(3)中所述煅烧的温度为500℃。
准备实施例2
经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程如下：
(1)溶液a的配制:量取40ml的钛酸丁酯加入到60ml无水乙醇中，经电磁搅拌；
(2)溶液b的配制:将一定量的三乙胺、20ml蒸馏水、1ml的浓硝酸及一定量的yb(no3)3·5h2o及一定量的eu(no3)3·6h2o加入到20ml无水乙醇中；其中，三乙醇胺加入量按n元素与tio2的摩尔比为1.5％计算；yb(no3)3·5h2o的加入量按yb元素与tio2的摩尔比为2.0％计算；eu(no3)3·6h2o的加入量按eu元素与tio2的摩尔比为1.5％计算；
(3)超声搅拌下将溶液a逐滴加入到溶液b中，继续搅拌，得到均匀的溶胶，常温下静置48h，再在真空干燥箱中真空干燥，研磨成粉末，经煅烧处理，得到氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛。
(4)将步骤(3)得到的氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛加入到改性剂中进行改性处理，并在改性过程中进行超声搅拌处理，经干燥处理，即得到改性氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛；其中，氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛与改性剂的质量比为1:5。
所述改性剂为聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)按质量比为1：4复配混合；其中，所述化合物(a)的结构式为
其中，步骤(1)中所述电磁搅拌时间为60min；步骤(3)中所述真空干燥温度为120℃；步骤(3)中所述真空干燥时间为60min；步骤(3)中所述煅烧的温度为700℃。
准备实施例3
经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程如下：
(1)溶液a的配制:量取30ml的钛酸丁酯加入到45ml无水乙醇中，经电磁搅拌；
(2)溶液b的配制:将一定量的三乙胺、15ml蒸馏水、0.7ml的浓硝酸及一定量的yb(no3)3·5h2o及一定量的eu(no3)3·6h2o加入到15ml无水乙醇中；其中，三乙醇胺加入量按n元素与tio2的摩尔比为2.5％计算；yb(no3)3·5h2o的加入量按yb元素与tio2的摩尔比为2.5％计算；eu(no3)3·6h2o的加入量按eu元素与tio2的摩尔比为2.0％计算；
(3)超声搅拌下将溶液a逐滴加入到溶液b中，继续搅拌，得到均匀的溶胶，常温下静置36h，再在真空干燥箱中真空干燥，研磨成粉末，经煅烧处理，得到氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛。
(4)将步骤(3)得到的氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛加入到改性剂中进行改性处理，并在改性过程中进行超声搅拌处理，经干燥处理，即得到改性氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛；其中，氮铕镱共掺杂的纳米二氧化钛与改性剂的质量比为1:10。
所述改性剂为聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)按质量比为1：6复配混合；其中，所述化合物(a)的结构式为
其中，步骤(1)中所述电磁搅拌时间为40min；步骤(3)中所述真空干燥温度为100℃；步骤(3)中所述真空干燥时间为40min；步骤(3)中所述煅烧的温度为600℃。
准备对比例1～10
为了尽可能地表明本发明的技术贡献，准备对比例1～10中仅改变了准备实施例2中氮铕镱三种元素的掺杂量和两种分散剂的复配比例，其它实验条件和实验参数与准备实施例2一致。为了方便对比，将准备实施例1～3和准备对比例1～10的实验数据列于表1中。
表1
光催化效果检测：样品的光催化活性通过对亚甲基蓝溶液进行光催化降解评价，性能测试在光bl-ghx型化学反应仪上进行。准确量取一定量的亚甲基蓝溶液，加入30mg光催化剂，在暗处充分搅拌吸附，用300w氙灯照射，进行反应，间隔取样，用0.45μm水系滤膜过滤，取过滤液用紫外分光光度计测定溶液的吸光度。
分散性效果检测：粒度观测法是通过观测分散体系中纳米颗粒的粒度或粒径分布的一种常用评估方法。在同样处理条件下，在相同的仪器下测定分散液中颗粒分布。将静置一天的分散液，采用激光纳米粒度仪测定纳米二氧化钛分散液平均粒径大小及其分布。
准备实施例1-3及准备对比例1-10的光催化效果和分散效果的检测结果列于表2中。
表2
上述结果表明：(1)采用合理用量的氮、铕、镱三种元素掺杂到纳米二氧化钛中，可以提高米二氧化钛的光催化效率；(2)将聚丙烯酸酯型超分散剂与化合物(a)分散剂按一定比例复配混合作为纳米二氧化钛的改性剂，可以使两种分散剂发挥协同分散作用，最大限度提高氮铕镱掺杂的纳米二氧化钛的分散效果。
进一步地，将准备实施例2中制备得到的经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛用于制备空气装置的滤网，具体技术方案参见实施例1。
实施例1
一种用于高效空气净化装置的滤网，其特征在于，所述滤网的制备过程包括如下步骤：
s1利用氯丁橡胶在支撑体无纺布表面粘结形成吸附层；
s2在吸附层表面喷洒厚度约1～5mm的活性炭层，得到活性炭复合载体；
s3将粒径为10-100nm的纳米二氧化钛分散于水中，得到团聚体浆料，将活性炭复合载体在团聚体浆料中浸染3次，烘干，最终得到活性炭表面附有纳米二氧化钛的滤网；
其中，s3中二氧化钛为准备实施例2中制备得到的经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛。
对比例1
一种用于高效空气净化装置的滤网，其特征在于，所述滤网的制备过程包括如下步骤：
s1利用氯丁橡胶在支撑体无纺布表面粘结形成吸附层；
s2在吸附层表面喷洒厚度约1～5mm的活性炭层，得到活性炭复合载体；
s3将粒径为10-100nm的纳米二氧化钛分散于水中，得到团聚体浆料，将活性炭复合载体在团聚体浆料中浸染3次，烘干，最终得到活性炭表面附有纳米二氧化钛的滤网；
其中，s3中二氧化钛为市售普通未掺杂未改性纳米二氧化钛。
净化效果检测：为了检测实施例1和对比例1的净化效果，本发明采用一定时间内(60min、120min、240min)内甲醛去除效率作为监控指标，检测结果见表3。
表3
上述结果表明，相比于普通纳米二氧化钛，采用经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛与活性炭复合作为滤网可以显著提高空气净化装置的空气净化效率，其原因是经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛具有更高的光催效率。