本发明涉及空气净化
技术领域：
，特别是涉及一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料及制备方法。
背景技术：
：随着人民生活品质的不断提高，人们对健康的要求也在不断的提高，同时环境、水质、空气污染日益严重，因此对于空气净化要求标准也越来越高。空气中的主要污染物有甲醛、苯、二甲苯、细菌等。目前，被广泛采用的净化材料主要有活性炭、分子筛、纳米滤膜等。空气净化技术的研究以及空气净化材料的发展应用已与人们的生活息息相关。近年来，空气净化器得到了大规模的发展，除了常规的吸附、降解等手段外，负离子技术也逐渐进入到人们的视野。负离子被称为“空气维生素”，被公认为是净化空气的有效手段。负离子空气净化技术主要依靠负离子来净化空气。作为原液的多离子水具有较低的负电位，能提供电子，具有较强的还原性。负离子本身带有负电荷具有净化空气、改善睡眠、提高人体免疫力等多种功效。负离子空气净化器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质。目前大部分空气净化器滤芯材料具有较强的污染物吸附能力和降解能力，也有将负离子释放材料应用到空气滤芯材料之中，但都是将负离子材料与其他吸附材料，光催化材料混合，然后制成滤芯。中国发明专利申请号201711212700.7公开了一种持续释放负离子的空气净化滤芯制备方法，包括如下步骤：将预处理电气石、蜂窝状活性炭、蛭石粉、氯化钙、立方氮化硼粉末、环氧树脂混合均匀，加入钠水玻璃混合均匀得到混合物料；将混合物料进行造粒，烧结，然后置于氢氧化钙饱和溶液中浸泡，干燥得到持续释放负离子的空气净化滤芯。中国发明专利申请号201410467929.5公开了一种高效环保具有改善负离子的空调滤网用活性炭滤料，由下列重量份的原料制备制成：活性炭140-145、二氧化硅9-13、氢氧化钾2-3、碳酸氢钾2-3、甘氨酸铁1-2、氧化铈1-2、铁电气石粉1-2、明矾粉2-3.5、氢氧化铁2-3、植物油2-3、废旧木屑30-38、柚子皮11-13、吸附助剂4-6、水适量；该发明添加氧化铈、铁电气石粉等对活性炭进行改性，协同增效，具有释放负离子、辐射超强远红外线、抗菌等功能。为了避免负离子空气净化器的滤芯材料中的负离子材料被其他材料所覆盖，使其能和空气充分接触，进而提高负离子释放功能和空气净化效果，有必要提出一种新型空气净化滤芯材料，进而实现高效释放负离子的效果。技术实现要素：针对目前现有室内空气净化滤芯材料在使用中，存在无法高效释放负离子的缺陷，本发明提出一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料及制备方法，从而实现了较高的负离子释放能力和空气净化效率，并且使用方便，易于推广。为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料的制备方法，所述空气净化滤芯材料是负离子释放材料、激发材料、能量传递材料混合球磨后加入水和分散剂，研磨得到纳米混合粉体，同时将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯加入无水乙醇、粘合剂形成硅溶胶复合物，造粒，得到颗粒物，最后将混合粉体、乳化剂、粘合剂分散到无水乙醇后喷涂于颗粒物表面，干燥而制得，具体制备方法如下：（1）将负离子释放材料、激发材料混合球磨至粒径为50-60μm，然后加入能量传递材料继续混合球磨至粒径为10-20μm，再加入水和分散剂剂配成浆料，加入到纳米研磨机中，研磨形成粒径为300-400nm的纳米浆料；（2）将纳米浆料进行脱水、烘干，得到含水率为0.5-1.5%的纳米混合粉体，然后将纳米混合粉体加入到气流研磨机中，研磨得到粒径为100-200nm的负离子粉末；（3）将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇中混合均匀，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后滴加正硅酸乙酯，利用柠檬酸调整ph值至3，加入粘合剂在80-100℃处理1-2h形成硅溶胶复合物，然后送入团粒机制成颗粒状，干燥，收集，得到多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；（4）将制得的负离子粉末分散到无水乙醇中，然后加入乳化剂和粘合剂，分散均匀形成负离子乳液，再通过喷涂设备喷涂到制得的颗粒物表面，干燥，收集，即得高效释放负离子的空气净化滤芯材料。优选的，步骤（1）中所述纳米浆料制备中，水、负离子释放材料、激发材料、能量传递材料、分散剂的质量比例为100:30-50:10-20:15-25:3-6。优选的，所述负离子释放材料为电气石、麦饭石、蛭石、蛋白石、独居石、蛇纹石、火山岩中的一种或两种以上的组合。优选的，所述激发材料为稀土元素、稀土元素氧化物、稀土元素单体中的一种或两种以上的组合。优选的，所述能量传递材料为二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化锌中的一种或两种以上的组合。优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。优选的，步骤（3）中所述多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物制备中，无水乙醇、活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯、粘合剂的质量比例为100:35-45:18-24:4-8:18-25:1-3。优选的，步骤（4）中所述负离子乳液制备中，无水乙醇、负离子粉末、乳化剂、粘合剂的质量比例为100:40-60:4-8:3-7。优选的，所述乳化剂为聚乙烯醇，所述粘合剂为羧甲基纤维素。本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料。现有的负离子空气净化器的滤芯材料，负离子的释放能力差，空气净化效率低下，限制了其应用。鉴于此，本发明提出一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料及制备方法，先将负离子释放材料和激发材料混合并球磨后加入能量传递材料继续球磨至，再加入一定量的水和分散剂配成浆加入到纳米研磨机中得到纳米浆料，脱水、烘干得到纳米混合粉体，加入到气流研磨机中研磨成负离子粉末；将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇溶液中，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后，再滴加正硅酸乙酯水解形成硅溶胶，然后放入造粒设备中团粒制成颗粒状，干燥后即得到了多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；将负离子释放分散到无水乙醇中，并加入乳化剂和粘合剂羧甲基纤维素形成负离子乳液，通过喷涂设备喷涂到颗粒物表面，干燥后即得。本发明提供的空气净化滤芯材，负离子释放剂牢固附着于固体颗粒的表面，与空气的接触面积大大增加，能够更加高效持久地释放负离子到空气之中，同时可以吸附和降解空气中的甲醛等其他物质，达到降解空气污染物、提升空气质量的目的。本发明提出一种高效释放负离子的空气净化滤芯材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、本发明制备得到的高效释放负离子的空气净化滤芯材，是先形成一种多孔状的活性炭复合二氧化硅的固体颗粒物，然后再在颗粒物表面喷涂一层负离子释放剂，具有高效释放负离子的能力。2、本发明中的负离子释放剂牢固附着于固体颗粒的表面，跟空气的接触面积大大增加，能够更加高效持久地释放负离子到空气之中。3、本发明的滤芯材料，结合多孔状的活性炭复合二氧化钛材料的吸附性，可以吸附和降解空气中的甲醛等其他物质，达到了降解空气污染物的同时提升了空气质量的目的。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。实施例1（1）将负离子释放材料、激发材料混合球磨至平均粒径为56μm，然后加入能量传递材料继续混合球磨至平均粒径为17μm，再加入水和分散剂配成浆料，加入到纳米研磨机中，研磨形成平均粒径为360nm的纳米浆料；负离子释放材料为麦饭石；激发材料为镧元素；能量传递材料为二氧化钛；分散剂为六偏磷酸钠；纳米浆料制备中，水、负离子释放材料、激发材料、能量传递材料、分散剂的质量比例为100:38:16:19:5；（2）将纳米浆料进行脱水、烘干，得到含水率为0.9%的纳米混合粉体，然后将纳米混合粉体加入到气流研磨机中，研磨得到平均粒径为160nm的负离子粉末；（3）将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇中混合均匀，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后滴加正硅酸乙酯，利用柠檬酸调整ph值至3，加入粘合剂在80℃处理2h形成硅溶胶复合物，然后送入团粒机制成颗粒状，干燥，收集，得到粒径为3-5mm的多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；粘合剂为羧甲基纤维素；多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物制备中，无水乙醇、活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯、粘合剂的质量比例为100:39:21:7:21:1；（4）将制得的负离子粉末分散到无水乙醇中，然后加入乳化剂和粘合剂，分散均匀形成负离子乳液，再通过喷涂设备喷涂到制得的颗粒物表面，干燥，收集，即得高效释放负离子的空气净化滤芯材料；乳化剂为聚乙烯醇；粘合剂为羧甲基纤维素；负离子乳液制备中，无水乙醇、负离子粉末、乳化剂、粘合剂的质量比例为100:48:6:5。测试方法：将本实施例制备获得的空气净化滤芯材料进行负离子释放性能测试，负离子粉喷涂厚度为10微米，室温25℃，湿度为55%条件下进行测试，将500g滤芯材料放入普通空气净化器，实验室（5m×4m×3m）充分通风后关闭门窗，内循环净化24h，测试负离子浓度，得到结果如表1所示。实施例2（1）将负离子释放材料、激发材料混合球磨至平均粒径为50μm，然后加入能量传递材料继续混合球磨至平均粒径为10μm，再加入水和分散剂配成浆料，加入到纳米研磨机中，研磨形成平均粒径为300nm的纳米浆料；负离子释放材料为麦饭石；激发材料为镧元素；能量传递材料为氧化锆；分散剂为六偏磷酸钠；纳米浆料制备中，水、负离子释放材料、激发材料、能量传递材料、分散剂的质量比例为100:30:10:15:3；（2）将纳米浆料进行脱水、烘干，得到含水率为0.5%的纳米混合粉体，然后将纳米混合粉体加入到气流研磨机中，研磨得到平均粒径为100nm的负离子粉末；（3）将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇中混合均匀，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后滴加正硅酸乙酯，利用柠檬酸调整ph值至3，加入粘合剂在80℃处理1h形成硅溶胶复合物，然后送入团粒机制成颗粒状，干燥，收集，得到粒径为3-5mmd的多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；粘合剂为羧甲基纤维素；多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物制备中，无水乙醇、活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯、粘合剂的质量比例为100:35:18:4:18:2；（4）将制得的负离子粉末分散到无水乙醇中，然后加入乳化剂和粘合剂，分散均匀形成负离子乳液，再通过喷涂设备喷涂到制得的颗粒物表面，干燥，收集，即得高效释放负离子的空气净化滤芯材料；乳化剂为聚乙烯醇；粘合剂为羧甲基纤维素；负离子乳液制备中，无水乙醇、负离子粉末、乳化剂、粘合剂的质量比例为100:40:4:3。采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。实施例3（1）将负离子释放材料、激发材料混合球磨至平均粒径为60μm，然后加入能量传递材料继续混合球磨至平均粒径为20μm，再加入水和分散剂配成浆料，加入到纳米研磨机中，研磨形成平均粒径为400nm的纳米浆料；负离子释放材料为麦饭石；激发材料为镧元素；能量传递材料为氧化镁；分散剂为六偏磷酸钠；纳米浆料制备中，水、负离子释放材料、激发材料、能量传递材料、分散剂的质量比例为100:50:20:25:6；（2）将纳米浆料进行脱水、烘干，得到含水率为0.5%的纳米混合粉体，然后将纳米混合粉体加入到气流研磨机中，研磨得到平均粒径为200nm的负离子粉末；（3）将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇中混合均匀，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后滴加正硅酸乙酯，利用柠檬酸调整ph值至3，加入粘合剂在80℃处理1h形成硅溶胶复合物，然后送入团粒机制成颗粒状，干燥，收集，得到粒径为3-5mm的多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；粘合剂为羧甲基纤维素；多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物制备中，无水乙醇、活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯、粘合剂的质量比例为100:45:24:8:25:1；（4）将制得的负离子粉末分散到的无水乙醇中，然后加入乳化剂和粘合剂，分散均匀形成负离子乳液，再通过喷涂设备喷涂到制得的颗粒物表面，干燥，收集，即得高效释放负离子的空气净化滤芯材料；乳化剂为聚乙烯醇；粘合剂为羧甲基纤维素；负离子乳液制备中，无水乙醇、负离子粉末、乳化剂、粘合剂的质量比例为100:60:8:7。采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。实施例4（1）将负离子释放材料、激发材料混合球磨至平均粒径为55μm，然后加入能量传递材料继续混合球磨至平均粒径为15μm，再加入水和分散剂配成浆料，加入到纳米研磨机中，研磨形成平均粒径为350nm的纳米浆料；负离子释放材料为麦饭石；激发材料为镧元素；能量传递材料为氧化锌；分散剂为六偏磷酸钠；纳米浆料制备中，水、负离子释放材料、激发材料、能量传递材料、分散剂的质量比例为100:40:15:20:5；（2）将纳米浆料进行脱水、烘干，得到含水率为1%的纳米混合粉体，然后将纳米混合粉体加入到气流研磨机中，研磨得到平均粒径为150nm的负离子粉末；（3）将活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末加入到无水乙醇中混合均匀，再加入十二烷基磺酸钠充分搅拌，分散均匀后滴加正硅酸乙酯，利用柠檬酸调整ph值至3，加入粘合剂在100℃处理1h形成硅溶胶复合物，然后送入团粒机制成颗粒状，干燥，收集，得到多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物；粘合剂为羧甲基纤维素；多孔状的活性炭复合二氧化硅的颗粒物制备中，无水乙醇、活性炭粉末、纳米二氧化钛粉末、十二烷基磺酸钠、正硅酸乙酯、粘合剂的质量比例为100:40:21:6:22:1；（4）将制得的负离子粉末分散到无水乙醇中，然后加入乳化剂和粘合剂，分散均匀形成负离子乳液，再通过喷涂设备喷涂到制得的颗粒物表面，干燥，收集，即得高效释放负离子的空气净化滤芯材料；乳化剂为聚乙烯醇；粘合剂为羧甲基纤维素；负离子乳液制备中，无水乙醇、负离子粉末、乳化剂、粘合剂的质量比例为100:50:6:5。采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。对比例1对比例1与实施例1相比，直接将负离子粉复合在硅溶胶复合物中造粒。制得的空气净化滤芯材料采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。表1：性能指标负离子浓度（个/cm3）实施例17460实施例28200实施例38050实施例47135对比例12120当前第1页12