本发明涉及甲醛净化剂
技术领域：
，具体涉及一种车用空气净化滤芯及其制备方法。
背景技术：
：室内空气中vocs(挥发性有机化合物)浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在vocs污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。目前己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，由vocs引发的室内环境污染带来的健康问题已日益成为公众瞩目的新热点。随着社会经济的发展，汽车已经成为常用代步工具，但是汽车室内空气中含有大量的vocs，产生vocs的原因主要是车内塑胶件中含有大量的可挥发污染物。目前常采用的出去汽车室内刺激性气体的方法为，打开窗户，将有害气体排放至空气中，而当环境温度过高或过低时，这种排放方式就受到了限制，或者购买具有吸附性的物质吸附有害气体，但这类吸附性的物质大多只能对室内的污染物进行吸附，并未对其进行降解处理，从而会产生二次污染，仍然对人体具有较大的危害。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种车用空气净化滤芯的制备方法，该车用空气净化滤芯能够高效、快速的对室内的vocs进行吸附和催化降解，具有去除率高，对环境危害小的特点。为了实现上述目的，本发明提供一种车用空气净化滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机钛酸酯和有机硅酸酯在醇溶剂中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入过渡金属盐，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和发泡剂在醇溶剂中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，接着将聚己二酰己二胺纤维在惰性气体氛围中在300～500℃下煅烧5～12h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、表面活性剂和硅烷偶联剂加入混合体系a中，然后在120～160℃下密封反应3～8h，即得到车用空气净化剂；(4)将上述车用空气净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(10～50)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。本发明还提供一种根据上述方法制备得到的车用空气净化滤芯。通过上述技术方案，本发明将聚己二酰己二胺与发泡剂混合后进行静电纺丝和煅烧，得到多孔碳纤维，然后将多孔碳纤维与含有有机钛酸酯、有机硅酸酯和过渡金属盐的混合体系进行复合，能够使有机硅酸酯、有机钛酸酯和过渡金属离子进入多孔碳纤维的孔隙中，然后进行封闭热反应，在多孔碳纤维的孔隙内生成了具有催化性能的si-m-tio2(过渡金属和硅共改性二氧化钛)，si-m-tio2具有更高的催化活性，且避免了tio2的导电性差且光生电子和空穴容易重组的缺点，提高了催化剂的光利用率和催化效率。本发明的车用空气净化滤芯含有丰富的孔隙结构，比表面积高，能够吸附环境中有害气体，实现了vocs富集、分解过程原位完成，提高了vocs处理速率。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：有机钛酸酯3～12重量份、有机硅酸酯0.1～1重量份、过渡金属盐0.1～0.5重量份、硅烷偶联剂3～4重量份、发泡剂1～5重量份、聚己二酰己二胺80～150重量份、表面活性剂1～2重量份、醇溶剂10～50重量份、凹凸棒土1000～5000重量份。优选条件下，所述车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：有机钛酸酯6～10重量份、有机硅酸酯0.2～0.6重量份、过渡金属盐0.2～0.3重量份、硅烷偶联剂3～4重量份、发泡剂2～3重量份、聚己二酰己二胺100～120重量份、表面活性剂1～2重量份、醇溶剂40～50重量份、凹凸棒土1000～5000重量份。本发明还提供一种所述车用空气净化滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机钛酸酯和有机硅酸酯在醇溶剂中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入过渡金属盐，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和发泡剂在醇溶剂中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，接着将聚己二酰己二胺纤维在惰性气体氛围中在300～500℃下煅烧5～12h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、表面活性剂和硅烷偶联剂加入混合体系a中，然后在120～160℃下密封反应3～8h，即得到车用空气净化剂；(4)将上述车用空气净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(10～50)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。优选条件下，所述有机钛酸酯、有机硅酸酯和过渡金属盐的质量比为(30～100):(1～2):1。优选条件下，所述有机钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。优选条件下，所述有机硅酸酯选自硅酸四甲酯、正硅酸乙酯、硅酸四丁酯中的至少一种。优选条件下，所述过渡金属盐选自可溶性铁盐、可溶性镍盐、可溶性锌盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐、可溶性银盐、可溶性钼盐中的至少一种。优选条件下，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷及脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。优选条件下，所述发泡剂选自偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物和碳酸盐中的至少一种，例如可以为4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、n,n’-二亚硝基五次甲基四胺和碳酸钠中的至少一种。优选条件下，所述表面活性剂选自十二烷基月桂酰肌氨酸钠和十二烷基谷氨酸钠中的至少一种。优选条件下，所述醇溶剂选自丙三醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇和正丁醇中的至少一种。本发明中将车用空气净化剂与凹凸棒土混合烧结，以制成具有净化功能的滤芯，凹凸棒土中含有丰富份孔隙结构，能够吸附空气中的有害气体，然后通过车用空气净化剂对有害气体进行原位催化降解，达到净化空气的作用。本发明还提供一种根据上述方法制备得到的车用空气净化滤芯。本发明的车用空气净化滤芯含有丰富的孔隙结构，比表面积高，能够富集室内的vocs，并能对富集vocs的高效、快速催化降解，具有去除率高，对环境危害小的特点。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例1一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯8重量份、正硅酸乙酯0.3重量份、氯化镍0.2重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、4,4-氧代双苯磺酰肼3重量份、聚己二酰己二胺100重量份、十二烷基月桂酰肌氨酸钠1重量份、丙三醇50重量份、凹凸棒土2000重量份。(1)将钛酸四乙酯和正硅酸乙酯在丙三醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入氯化镍，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和4,4-氧代双苯磺酰肼在丙三醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维；所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在400℃下煅烧8h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基月桂酰肌氨酸钠和氨丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在140℃下密封反应6h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。实施例2一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四甲酯6重量份、硅酸四甲酯0.2重量份、硝酸银0.2重量份、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷3.2重量份、碳酸钠3.2重量份、聚己二酰己二胺120重量份、十二烷基月桂酰肌氨酸钠1重量份、乙醇50重量份、凹凸棒土2500重量份。(1)将钛酸四甲酯和硅酸四甲酯在乙醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入硝酸银，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和碳酸钠在乙醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在350℃下煅烧6h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基月桂酰肌氨酸钠和氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷加入混合体系a中，然后在150℃下密封反应4h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。实施例3一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯12重量份、硅酸四丁酯0.6重量份、钼酸钠0.3重量份、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷3.5重量份、4,4-氧代双苯磺酰肼1.8重量份、聚己二酰己二胺100重量份、十二烷基月桂酰肌氨酸钠1.5重量份、正丁醇50重量份、凹凸棒土3000重量份。(1)将钛酸四正丁酯和硅酸四丁酯在正丁醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入钼酸钠，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和4,4-氧代双苯磺酰肼在正丁醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在350℃下煅烧10h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基月桂酰肌氨酸钠和二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在120℃下密封反应3h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。实施例4一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四异丁酯10重量份、硅酸四甲酯0.1重量份、硝酸锌0.1重量份、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、偶氮二甲酰胺5重量份、聚己二酰己二胺80重量份、十二烷基谷氨酸钠2重量份、丙二醇40重量份、凹凸棒土1000重量份。(1)将钛酸四异丁酯和硅酸四甲酯在丙二醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入硝酸锌，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和偶氮二甲酰胺在丙二醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在500℃下煅烧5h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基谷氨酸钠和2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在120℃下密封反应8h，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。实施例5一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：硅酸四甲酯12重量份、硅酸四甲酯1重量份、氯化钴0.5重量份、脲丙基三甲氧基硅烷4重量份、4,4-氧代双苯磺酰肼1重量份、聚己二酰己二胺150重量份、十二烷基谷氨酸钠1重量份、异丙醇10重量份、凹凸棒土5000重量份。(1)将硅酸四甲酯和硅酸四甲酯在异丙醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入氯化钴，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和4,4-氧代双苯磺酰肼在异丙醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维，所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在300℃下煅烧12h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基谷氨酸钠和脲丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在160℃下密封反应3h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。对比例1一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯8重量份、正硅酸乙酯0.3重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、4,4-氧代双苯磺酰肼3重量份、聚己二酰己二胺100重量份、十二烷基月桂酰肌氨酸钠1重量份、丙三醇50重量份。(1)将钛酸四乙酯和正硅酸乙酯在丙三醇中混合均匀，搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和4,4-氧代双苯磺酰肼在丙三醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维；所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在400℃下煅烧8h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基月桂酰肌氨酸钠和氨丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在140℃下密封反应6h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。对比例2一种车用空气净化滤芯，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯8重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、4,4-氧代双苯磺酰肼3重量份、聚己二酰己二胺100重量份、十二烷基月桂酰肌氨酸钠1重量份、丙三醇50重量份。(1)将钛酸四乙酯在丙三醇中搅拌均匀后得到混合体系a；(2)将聚己二酰己二胺和4,4-氧代双苯磺酰肼在丙三醇中混合均匀后，进行静电纺丝，得到聚己二酰己二胺纤维；所述静电纺丝工艺为：电源电压50kv，纺丝温度为35℃，相对湿度75％；多针头喷丝单元针头间距35cm，喷丝单元针头数量为90个；将聚己二酰己二胺纤维在氩气中在400℃下煅烧8h，得到多孔碳纤维；(3)将多孔碳纤维、十二烷基月桂酰肌氨酸钠和氨丙基三甲氧基硅烷加入混合体系a中，然后在140℃下密封反应6h，反应结束后，对固体产物进行离心、洗涤、干燥，即得到车用空气净化剂；(4)取100重量份上述车用空气净化剂与凹凸棒土混合均匀，接着压模成型，并在氩气氛围中烧结，得到车用空气净化滤芯。实验测试：本发明实施例1-5和对比例1-2中的车用空气净化滤芯对vocs的净化性能评价在φ20mm、长200mm直型聚四氟乙烯管反应器中进行，将车用空气净化滤芯加入聚四氟乙烯管反应器中，接着将聚四氟乙烯管反应器抽真空至压力为-1.0kpa，然后向聚四氟乙烯管反应器中注入原料气至常压，测试不同时间下车用空气净化滤芯对vocs的净化率，原料气组成为：原料气组成为：vocs浓度56ppm(由甲醛、苯、甲苯、二甲苯按摩尔比为3:2:1:1)，其余为空气。反应在25℃常压环境下进行，实验结果如表1～4所示。表1：实施例和对比例中的车用空气净化滤芯对甲醛的净化性能2h24h15天实施例136.9870.3295.65实施例235.8067.6095.19实施例331.9966.2491.84实施例430.9061.4490.93实施例525.8364.4393.66对比例111.6946.0489.31对比例220.9354.0187.04表2：实施例和对比例中的车用空气净化滤芯对苯的净化性能表3：实施例和对比例中的车用空气净化滤芯对甲苯的净化性能2h24h15天实施例135.9266.0985.67实施例238.7968.9691.10实施例336.5767.3991.74实施例442.0369.8086.85实施例535.9263.2286.57对比例128.8856.2882.40对比例220.3752.3976.42表4：实施例和对比例中的车用空气净化滤芯对二甲苯的净化性能综上，本发明的车用空气净化滤芯能够高效、快速的对室内的vocs进行吸附和催化降解，具有去除率高，对环境危害小的特点。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12