一种新型空气净化器用活性炭滤网的制作方法

本发明属于环保技术领域，尤其是一种新型空气净化器用活性炭滤网。

背景技术：

随着现代工业化的发展，环境污染越来越严重，室内外空气质量严重下降，人类的身体健康也逐渐受到空气污染的侵害，空气污染是业内急需解决的问题。目前人们主要利用空气净化器来净化室内空气，市面上的空气净化器产品也有将近千种，虽然各个品牌宣传的重点不相同，但其核心净化技术主要有4种：物理过滤、静电集尘、负离子等离子净化、光触媒技术；这四种净化技术大部分是以滤网的形式进行净化，滤网的优劣就直接决定了空气净化器的净化能力。目前空气净化器滤网主要包括物理过滤的初效滤网、hepa滤网、碳过滤网和甲醛过滤网，等离子集尘网，光触媒过滤网，加湿过滤网。

物理过滤滤网：第一层是初效滤网，一般采用聚酯纤维材料制成，厚度较薄，网口较大，用来滤除室内空气的毛发、纤维绒、大颗粒物、皮屑等；第二层是hepa滤网,由叠片状硼硅微纤维制成,可高效呼除去可吸入颗粒物、卷烟烟气、花粉等；第三层是活性炭滤网，采用通空孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝、纸蜂窝为载体，这种蜂窝状活性炭滤网是在聚氨酯棉上载粉状活性炭制成，能去除挥发性有机物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和其它污染物，而且阻力小、能耗低，可在一定风量下除臭、异味，净化效果好；第四层是甲醛过滤网，通常有活性炭与微纤维组成而成，可高效去除甲醛，也可去除其他挥发性有机物、过敏原和细菌。等离子集尘网：由高压电源、电晕丝和集尘板组成，采用蜂窝状金属材料集尘，具有重量轻、接触面积大、低风阻、集尘效果好的特点，维护清洗方便，能有效捕捉空气中的油烟、卷烟烟雾、细菌、可吸入颗粒物、花粉。光触媒过滤网：以纳米二氧化钛光触媒为原料，使光触媒以最小的颗粒均匀附着在不同物质表面，在能源的激发下产生活性氧和氢氧自由基，将甲醛、甲胺、苯、二甲苯、tvoc等有害有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的co2和h2o，达到净化空气、分解有害有机物的目的。加湿过滤网：这种滤网将空气净化器与加湿器相结合，主要是在空气净化器的水槽处增加蜂窝状的加湿盘，采用自然式增发加湿，并且具有吸附灰尘的功能。

活性炭滤网是现在空气净化器广泛使用的过滤网，活性炭的活性、吸附性能是影响空气净化效能的主要因素；目前，通常在活性炭滤网原料的制作中加入其它材料提升活性炭的活性、吸附性。如专利申请号为201510308785.3的文件公开的一种活性炭过滤网及其制备方法，以活性炭、海泡石、氧化铝粉末、纳米银胶、甲醛捕活剂为原料，通过粉碎、磨浆、压榨、制模、干燥、煅烧得到活性炭过滤网，海泡石、氧化铝粉末、纳米银胶、甲醛捕活剂的加入能够改善活性炭对甲醛的吸附性能，提高空去中甲醛的清除率；这种活性炭过滤网虽然能提高活性炭对甲醛的吸附率，但不能提升活性炭对其它污染物的吸附率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一新型空气净化器用活性炭滤网，将纳米碳素材料等多种纳米材料加到空气净化器中的活性炭滤网的制作中，同时对活性炭滤网的制作工艺技术进行创新，提高活性炭的活性、吸附性，具体是通过以下技术方案实现的：

一种新型空气净化器用活性炭滤网，按重量百分数计，由以下原料制成：35-50％活性炭、30-40％高分子热熔材料、2-5％纳米碳素材料、2-8％晶硕系列纳米银、2-5％氧化剂、2-5％吸气剂、适量聚氨酯泡棉。

优选地，所述的活性炭为粒度≤100目的煤质柱状活性炭。

优选地，所述的纳米碳素材料为粒度≤15nm的纳米碳粉或粒度≤10nm的纳米碳溶胶，这种纳米碳粉的表面是水修饰结构，能防止其团聚。

优选地，所述的高分子热熔材料是聚乙烯醇。

优选地，所述的氧化剂是粒度≤50nm的纳米二氧化钛。

优选地，所述的吸气剂是粒度≤50nm的纳米二氧化硅。

优选地，所述的新型空气净化器用活性炭滤网的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯泡棉放入水中在22-35℃下浸泡5h，取出后在低于80℃的温度下风干至含水量≤1％；

(2)将高分子热熔材料与活性炭、纳米碳素材料、晶硕系列纳米银、氧化剂、吸气剂混合均匀得到活性粉；

(3)将步骤(1)所得的聚氨酯泡棉与活性粉混合均匀，加热融合后迅速加到模具中成型，得到蜂窝状活性炭滤网，滤网尺寸可根据模具设计；

(4)将蜂窝状活性炭在80-90℃下干燥至含水量≤0.5％，即得到产品；

(5)产品外框采用防水纸板制成，尺寸可根据需要制作。

优选地，所述的蜂窝状活性炭的蜂窝密度为45-55个/m²。

优选地，所述的加热融合的温度为130-135℃，防止纳米碳粉表面水修饰消失造成团聚而失效。

优选地，所述的新型空气净化器用活性炭滤网的制备方法，在制备过程中使用了多种纳米材料，充分利用了纳米材料的优越特性，大幅度提高了活性炭滤网的活性、吸附性能。

本发明的有益效果在于：纳米碳素材料具有高吸附性、高表面能、高活性等优异特性，添加到活性炭滤网的制作中，能大幅度增加活性炭的功能表面积，提高体系的表面能，从而提高活性炭的活性、吸附性；晶硕系列纳米银具有很好的菌、除臭能力，能有效去除空气中的臭气、细菌；聚乙烯醇具有很好的粘结性、成孔性，与活性粉混合后，保持了活性粉料比表面积大的特点，使活性炭滤网成孔性优良、过滤效果更好；纳米二氧化钛能与光相互作用，生成具有极强氧化作用的活性氧和氢氧自由基，能将甲醛、甲胺、苯、二甲苯、tvoc等有害有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的co2和h2o，进一步提高活性炭滤网净化空气的能力。本发明所制备的活性炭滤网表面活性、吸附性高，对室内空气中的碘、挥发性有机化合物、颗粒物等污染物具有很强的清除率，碘吸附值≥900mg/g，挥发性有机化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯的清除率≥99％，不可见颗粒物清除率≥100％。

附图说明

图1为本发明制备的活性炭滤网产品。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种新型空气净化器用活性炭滤网，按重量百分数计，由以下原料制成：35％活性炭、30％高分子热熔材料、2％纳米碳素材料、2％晶硕系列纳米银、2％氧化剂、2％吸气剂、适量聚氨酯泡棉。

优选地，所述的活性炭为粒度≤100目的煤质柱状活性炭。

优选地，所述的纳米碳素材料为粒度≤15nm的纳米碳粉。

优选地，所述的高分子热熔材料是聚乙烯醇。

优选地，所述的氧化剂是粒度≤50nm的纳米二氧化钛。

优选地，所述的吸气剂是粒度≤50nm的纳米二氧化硅。

优选地，所述的新型空气净化器用活性炭滤网的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯泡棉放入水中在22℃下浸泡5h，取出后在低于80℃的温度下风干至含水量≤1％；

(2)将高分子热熔材料与活性炭、纳米碳素材料、晶硕系列纳米银、氧化剂、吸气剂混合均匀得到活性粉；

(3)将步骤(1)所得的聚氨酯泡棉与活性粉混合均匀，加热融合后迅速加到模具中成型，得到蜂窝状活性炭滤网，滤网尺寸可根据模具设计；

(4)将蜂窝状活性炭在80℃下干燥至含水量≤0.5％，即得到产品；

(5)产品外框采用防水纸板制成，尺寸可根据需要制作。

优选地，所述的蜂窝状活性炭的蜂窝密度为45个/m²。

优选地，所述的加热融合的温度为130℃。

实施例2

一种新型空气净化器用活性炭滤网，按重量百分数计，由以下原料制成：40％活性炭、35％高分子热熔材料、3％纳米碳素材料、6％晶硕系列纳米银、4％氧化剂、4％吸气剂、适量聚氨酯泡棉。

优选地，所述的活性炭为粒度≤100目的煤质柱状活性炭。

优选地，所述的纳米碳素材料为粒度≤15nm的纳米碳粉或粒度≤10nm的纳米碳溶胶。

优选地，所述的高分子热熔材料是聚乙烯醇。

优选地，所述的氧化剂是粒度≤50nm的纳米二氧化钛。

优选地，所述的吸气剂是粒度≤50nm的纳米二氧化硅。

优选地，所述的新型空气净化器用活性炭滤网的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯泡棉放入水中在26℃下浸泡5h，取出后在低于80℃的温度下风干至含水量≤1％；

(2)将高分子热熔材料与活性炭、纳米碳素材料、晶硕系列纳米银、氧化剂、吸气剂混合均匀得到活性粉；

(3)将步骤(1)所得的聚氨酯泡棉与活性粉混合均匀，加热融合后迅速加到模具中成型，得到蜂窝状活性炭滤网，滤网尺寸可根据模具设计；

(4)将蜂窝状活性炭在85℃下干燥至含水量≤0.5％，即得到产品；

(5)产品外框采用防水纸板制成，尺寸可根据需要制作。

优选地，所述的蜂窝状活性炭的蜂窝密度为50个/m²。

优选地，所述的加热融合的温度为132℃。

实施例3

一种新型空气净化器用活性炭滤网，按重量百分数计，由以下原料制成：50％活性炭、40％高分子热熔材料、5％纳米碳素材料、8％晶硕系列纳米银、5％氧化剂、5％吸气剂、适量聚氨酯泡棉。

优选地，所述的活性炭为粒度≤100目的煤质柱状活性炭。

优选地，所述的纳米碳素材料为粒度≤15nm的纳米碳粉或粒度≤10nm的纳米碳溶胶。

优选地，所述的高分子热熔材料是聚乙烯醇。

优选地，所述的氧化剂是粒度≤50nm的纳米二氧化钛。

优选地，所述的吸气剂是粒度≤50nm的纳米二氧化硅。

优选地，所述的新型空气净化器用活性炭滤网的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯泡棉放入水中在35℃下浸泡5h，取出后在低于80℃的温度下风干至含水量≤1％；

(2)将高分子热熔材料与活性炭、纳米碳素材料、晶硕系列纳米银、氧化剂、吸气剂混合均匀得到活性粉；

(3)将步骤(1)所得的聚氨酯泡棉与活性粉混合均匀，加热融合后迅速加到模具中成型，得到蜂窝状活性炭滤网，滤网尺寸可根据模具设计；

(4)将蜂窝状活性炭在90℃下干燥至含水量≤0.5％，即得到产品；

(5)产品外框采用防水纸板制成，尺寸可根据需要制作。

优选地，所述的蜂窝状活性炭的蜂窝密度为55个/m²。

优选地，所述的加热融合的温度为135℃。

实验例1

活性炭滤网原料的筛选：以空气中甲醛的去除率为考察指标，研究不同原料制备的活性炭滤网对空气中甲醛的去除率，结果如表1所示：

表1

从表中可知，纳米碳粉能有效提高活性炭滤网对甲醛的吸附性，晶硕系列纳米银、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅虽然能提高活性炭滤网的吸附性能，但作用不及纳米碳粉；晶硕系列纳米银、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅与纳米碳粉具有协同作用，晶硕系列纳米银、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅加到纳米碳粉能进一步提高活性炭滤网对甲醛的吸附性；因此选择以活性炭、聚乙烯醇、聚氨酯泡棉、纳米碳粉、晶硕系列纳米银、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅为活性炭滤网的制备原料。

实验例2

取本发明制备的活性炭滤网，检测强度、吸附性、含水率、填充密度等性能指标，结果如表2所示：

表2主要性能指标

在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。