一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯及组件的制作方法

本实用新型属于汽车尾气处理设备领域，具体涉及一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯及组件。

背景技术：

随着经济的发展，汽车逐步变成了人们生活中必不可少的一部分；但是随着汽车使用量的增加，汽车排放的尾气同时成为了大气污染的主要来源之一，给环境带来了严重负荷；汽车尾气中主要含有co、碳氢化合物、氮氧化合物和颗粒物；co能与人体血液中的血红素结合，长时间接触会造成人体血液循环停止而死亡；长期处于尾气环境下，会对人体的健康造成极大的威胁；汽车尾气的大量排放加剧了城市的环境的污染程度，造成了大区域的雾霾、酸雨、光化学烟雾等环境问题，严重危害人体健康；随着经济的发展，人们日益关注环境保护，研究汽车尾气的净化处理尤其重要。

为了解决上述问题，专利cn209354224u公开一种机动车的尾气排放过滤处理装置，采用多级处理的方式对机动车尾气进行处理，其中包括硫化物吸收槽和氮化物吸收槽，然后采用烘干机把气体烘干排出；

专利cn209354226u公开了一种节能减排的汽车尾气处理装置，采用蜂窝陶瓷载体上的三效催化剂对尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物分别氧化、还原为对人体健康无害的二氧化碳、氮气和水蒸气，再通过碳吸附层对有害气体进行吸附，进一步对尾气进行进化。

还有很多其他的尾气处理装置能够实现对汽车尾气的净化处理，但是这些装置都同时存在一个问题，内部滤芯结构不容易更换，特别是采用化学试剂的滤槽，即便更换下来也不能再重复使用，从而造成巨大的浪费。由于该尾气处理装置的尺寸受到使用场地的限制，都不能做得太大，因而内部的滤芯或者滤槽的尺寸也受到限制，对汽车尾气处理的量也受到限制。但是汽车尾气处理的需求很大，如果这些尾气处理装置都是一次性使用将造成巨大的浪费，给废物回收处理也造成很大的压力。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯及组件，使用后失活的二氧化钛滤芯可以直接取出，换上新的滤芯，并且由于二氧化钛特殊的性质，使用后失活的二氧化钛滤芯还可以简单处理后继续使用，大大提高了尾气处理装置的经济性，从而节约资源。

具体地，一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯，包括滤芯主体以及与尾气处理装置卡接的卡接结构。

进一步地，滤芯主体为网状或者蜂窝状结构，并分为三层，第一层和第三层是二氧化钛纳米管，第二层为铝合金；

进一步地，卡接结构包括位于滤芯两侧面的突出卡条或卡槽；

进一步地，滤芯主体为圆形或者方形，与尾气处理装置的主体结构相同。

另一实施例，一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯组件，由两个可替换滤芯组成，采用一个安装结构固定两个可替换滤芯，并设置卡接结构与尾气处理装置卡接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的滤芯采用二氧化钛纳米管对尾气进行催化处理，由于二氧化钛纳米管的比表面积比粉末状的二氧化钛的比表面积大，能够有效提升尾气处理的能力；催化剂载体两面都有催化剂，使用一段时间还可以换一面继续使用；并且催化剂载体是铝合金结构，比常规的陶瓷载体的强度大，不易损坏；滤芯主体的两侧设置了与尾气处理装置相对应的卡接结构，便于滤芯拆卸和替换；并且由于二氧化钛的特殊性能，使用失活的滤芯在更换下来以后可以人为水洗后重新激活二氧化钛的活性，使得该滤芯可以重复利用，大大提高了尾气处理装置的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中的可替换滤芯的与尾气处理装置的装配结构示意图；

图2是本实用新型中的可替换滤芯的另一装配结构示意图；

图3是本实用新型中的可替换滤芯的主体结构示意图；

图4是本实用新型中可替换滤芯上tio2纳米管结构的制备流程；

图5是本实用新型的另一实施例的可替换滤芯组件的结构示意图。

其中，1-滤芯，2-主体，3-卡接结构，4-凸出卡条，5-凹槽，6-第一层，7-第二层，8-第三层，9-滤芯组件，10-安装结构，11-第一卡接结构，12-第二卡接结构，13-第三卡接结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，一种用于尾气处理的二氧化钛光催化可替换滤芯1，该可替换滤芯可以为圆形，也可以为方形，并且与其相对应的尾气处理装置的形状相适应。

滤芯1包括滤芯主体2以及与尾气处理装置卡接的卡接结构3；如图1所示，卡接结构3包括突出的卡条4，或卡槽5；具体设置卡条4还是卡槽5以与尾气处理装置装配的结构需要来设置，即：若尾气处理装置上设置卡槽，则滤芯1上设置卡条；若尾气处理装置上设置卡条，则滤芯上设置卡槽。

滤芯主体2为网状或者蜂窝状结构，并分为三层，第一层6和第三层8是二氧化钛纳米管，第二层7为铝合金，如图3所示。作为催化剂载体的铝合金两面都有二氧化钛纳米管催化剂，使用一段时间还可以将滤芯的正反面对换继续使用，从而延长滤芯的使用时间。

由于催化剂载体一般都选用陶瓷(三氧化二铝)制成，但是陶瓷材料易碎，若制成网状或者蜂窝状结构在受到碰撞后就更加容易破碎，破碎后还容易使催化器堵塞，影响发动机工作，降低使用寿命。因而本实用新型选用铝合金作为载体，由于铝合金的强度比陶瓷材料的强度高很多，不会轻易破碎，利于滤芯多次反复使用。

铝合金基体的tio2纳米管阵列的制备流程如图4所示：

第一步，制备蜂窝状铝合金基体，也可以直接购买；

第二步，配制阳极氧化液：浓度为0.1-1.5m的h3po4溶液；

第三步，对铝合金基体进行阳极氧化，其中，铝基体作为阳极，铁作为阴极，电压10v-100v，氧化5-30小时，得到阳极氧化铝纳米管模板。

氧化完成后取出用清水进行清洗，烘干待用。

第四步，进行液相沉积，制备0.05-0.5m的(nh4)2tif6的液相沉积溶液；将阳极氧化铝纳米管模板置于液相沉积溶液中静置沉积30min-2h，温度为20-40℃，取出用清水清洗，烘干。得到以铝合金为基体的tio2纳米管，此时tio2纳米管为无定型结构，没有催化性能。

第五步，将第四步得到的样品进行热处理，具体地，在真空炉中保温350-450摄氏度2h左右，通入氮气作为保护气体，并随炉冷却。冷却好的样品就是以铝合金为基体的tio2纳米管的滤芯，此时，tio2纳米管为锐钛矿晶型，具有良好的光催化性能。

采用铝合金基体可以提高催化剂载体的强度，铝合金基体经过阳极氧化和液相沉积制备的tio2纳米管阵列，一方面作为催化剂的tio2纳米管的比表面积大，催化效果更好；另一方面，这种方法制备的滤芯结构，tio2纳米管与铝合金基底的结合性能好，tio2纳米管不容易脱落，从而为滤芯多次重复利用提供了结构基础。

在使用时，将该滤芯1的卡接结构3插入尾气处理装置中对应的插接结构即可，使用一段时间后，由于二氧化钛纳米管中吸附了太多的杂质而失活，则打开尾气处理装置，将滤芯取出，换上新的滤芯。同时，换下的滤芯放在清水中多次清洗后晾干，二氧化钛将会恢复活性，放置在干燥的地方待下次更换。

另一实施例如图5所示，由于单个以铝合金基板为基体的二氧化钛纳米管阵列构成的滤芯厚度比较小，在使用时需要更换多个，则更换的强度比较大。所以将上述的可替换滤芯两两一起构成一个可替换滤芯组件，这样能够提高滤芯的更换效率。

具体地，可替换滤芯组件9由两个上述可替换滤芯1组成，还包括一安装结构10，所述的安装结构具有第一卡接结构11和第二卡接结构12，第一卡接结构11和第二卡接结构12分别卡接一个可替换滤芯1；

还包括第三卡接结构13，第三卡接结构13与尾气处理装置的内壁相卡接，用以固定可替换滤芯组件。

本实用新型的可替换滤芯组件9可以将两个可替换滤芯1取下单独清洗，也可以整体进行清洗，拆卸和安装效率都能得到有效提高。

综上所述，本实用新型的滤芯采用二氧化钛纳米管对尾气进行催化处理，由于二氧化钛纳米管的比表面积比粉末状的二氧化钛的比表面积大，能够有效提升尾气处理的能力；由于催化剂载体两侧面都负载了催化剂，在使用过程中可以在使用过一段时间以后将正反面对换以延长使用时间；并且催化剂载体是铝合金结构，比常规的陶瓷载体的强度大，不易损坏；滤芯主体的两侧设置了与尾气处理装置相对应的卡接结构，便于滤芯拆卸和替换；同时，为了提高拆卸和安装效率，还可以将可拆卸滤芯两两组合后进行使用；并且由于二氧化钛的特殊性能，使用失活的滤芯在更换下来以后可经水洗后重新激活二氧化钛的活性，使得该滤芯可以重复利用，大大提高了尾气处理装置的经济性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。