CN102489250B - 一种蜂窝活性炭、其制备方法及采用该蜂窝活性炭制备的空气净化机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有良好净化功能的蜂窝活性炭，其特征在于：其组成成分包含有活性炭、硅酸盐、负离子粉、纳米TiO2粉，各组成成分的重量百分比为，活性炭50-75％、硅酸盐20-40％、负离子粉3-15％、纳米TiO2粉1％-5％。该活性炭通过配料、球磨、榨泥、练泥、挤压成型、干燥、煅烧制备。采用该活性炭制备的空气净化机包括有壳体，壳体两端分别设有进风口和出风口，其特征在于：在壳体内沿进风口至出风口方向依次装有初级过滤棉、HEPA高效滤芯、蜂窝状活性炭筛三种平面过滤板，三种平面过滤板与进风口、出风口平面相平行；风扇固定在壳体内设有的支架上，且风扇的转轴垂直于平面过滤板。
Description
技术领域
本发明属于一种家居环境净化产品，具体说是涉及一种可用于室内空气净化或饮用水净化的蜂窝状活性炭及其制造方法，以及采用该蜂窝活性炭制备的空气净化机。
背景技术
室内空气污染有可能给人体造成的伤害不容忽视，根据有关方面的调查显示，中国有72％的家庭室内空气质量不合格，每年11.1万人因室内空气污染而死亡，每天达304人，因此室内空气污染的治理刻不容缓。室内空气中的有害物质主要包括甲醛、苯、氡、烟尘等。
蜂窝状活性炭的研制最早见于日本的报道。其不但包含活性炭原有的优点，如比表面积大、独特的空隙结构、表面化学官能团稳定、抗酸碱腐蚀性、疏水性，以及失效后可再生性，等等，而且由于其独特的蜂窝结构，还具有开孔率高、气体分布均匀、几何表面积更大、扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点。与其它类型的活性炭相比，蜂窝状活性炭的最大优点在于压力损失小，在同样条件下，其阻力仅为同比颗粒活性炭的1/10左右。基于上述优点，蜂窝状活性炭主要用于工业上尾气净化、脱硫脱硝，及含有少量杂质、低浓度有机物的污水处理，用途广泛。
但是，普通的蜂窝活性炭，不能分解有毒有害分子，吸附饱和后必须拆除下来重新活化，操作起来十分麻烦，且抗菌杀毒作用不明显，不能完全满足室内空气(饮用水)净化的需求。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种蜂窝状活性炭，该产品的组成成分中含负离子粉及纳米TiO2粉，能持续释放负离子，可加速吸附并分解室内空气中的甲醛等有毒有害气体，还能抗菌杀毒，沉降灰尘，能解决上述室内空气污染的三大主要问题，可用于室内空气净化或饮用水净化。
本发明的目的之二在于提供上述蜂窝状活性炭的制备方法，以生产出能彻底解决室内空气污染三大问题且对人体有益的蜂窝活性炭。
本发明的目的之三在于提供一种采用上述制备的蜂窝状活性炭制备的空气净化机，该净化机可将空气中的甲醛、苯系物、细菌、病毒及微粒尘埃等全部吸附过滤，吹出洁净的空气，具有质轻高效、价廉便捷之优点。
本发明解决上述问题采用的技术方案：
一种蜂窝活性炭，其组成成分包含有活性炭、硅酸盐、负离子粉、纳米TiO2粉，各组成成分的重量百分比为，活性炭50-75％、硅酸盐20-40％、负离子粉3-15％、纳米TiO2粉1％-5％。
该蜂窝活性炭产生采用的硅酸盐为硅藻土、凹凸棒、粘土、珍珠岩、海泡石的一种或几种的混合物。
同时，提出一种生产上述新型蜂窝活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配料，将300目以上的活性炭，200目以上的硅酸盐、负离子粉、纳米TiO2粉按比例混合形成混合物。
步骤2：球磨，将步骤1中的混合物置于球磨机内球磨24-48h制备浆料；球磨时球磨机内加入水，其中水的重量占固体混合物重量的75％-90％。
步骤：3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干。
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼真空练泥3-5遍，其真空度为0.04Mpa。
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出蜂窝活性炭生坯，挤压压力为10-20吨。
步骤6：干燥，将蜂窝活性炭生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间24-48h。
步骤7：煅烧，将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧。煅烧温度为500-800℃，煅烧时间12-24小时。
采用上述制备的蜂窝活性炭制备的空气净化机，包括有壳体，壳体两端分别设有进风口和出风口，在壳体内沿进风口至出风口方向依次装有初级过滤棉、HEPA高效滤芯、蜂窝状活性炭筛三种平面过滤板，三种平面过滤板与进风口、出风口平面相平行；风扇固定在壳体内设有的支架上，且风扇的转轴垂直于平面过滤板。
初级过滤棉、HEPA高效滤芯、蜂窝状活性炭筛均卡设在壳体内壁的卡槽内。
设有四块蜂窝状活性炭筛，且沿进风口至出风口方向顺序卡设在壳体上。
支架上横向设有两个个风扇，且两个风扇处于同一平面上。
本发明的有益效果：首先，本发明以优质活性炭为主要原料，是目前家庭用治疗空气污染的最好材料；硅藻土、海泡石等硅酸盐原料在经过榨泥、练泥等一系列作用后充分混合，并在高温煅烧时相互反应生成耐水、耐酸、耐碱的蜂窝骨架，活性炭与蜂窝骨架有机结合起来，故具有高强度及耐水、耐酸、耐碱性，有保持了活性炭的高吸附性。
其次，本发明的蜂窝状活性炭在现有的蜂窝活性炭材料组分中添加负离子粉、纳米TiO2粉为原料，能有效清洁空气，抗菌杀毒，吸聚灰尘，且有利于人体的血液循环，对人体有保健作用。
再次，本发明的生产工艺简单，原料取得方便，成型率高，有利于节约生产成本。
本发明提供的蜂窝状活性炭能持续释放负离子，可加速吸附并分解室内空气中的甲醛等有毒有害气体，还能抗菌杀毒，沉降灰尘，有望在室内空气净化领域得到广泛的应用。
附图说明
图1是空气净化机的结构示意图。
图中：1.壳体、2.进风口、3.出风口、4.初级过滤棉、5.HEPA高效滤芯、6.蜂窝状活性碳筛、7.风扇。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
步骤1：配料。将300目以上的活性炭60kg，200目以上的硅藻土30kg、负离子粉10kg、纳米TiO2粉2kg混合，在和料机中充分搅拌15分钟。
步骤2：球磨。将步骤1中混合均匀的原料倒入球磨机中，并在球磨机中加入82kg的水进行球磨混合配制浆料，球磨时间24h。
步骤3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干。
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼灌入真空练泥机中粗练2遍，再细练3-5遍。
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内挤出蜂窝活性炭生坯，模具的尺寸为100*100*100mm，挤压压力为15吨。
步骤6：干燥，将生坯用红外线干燥或自然阴干，时间24h。
步骤7：煅烧，将干坯置入真空微波活化炉中抽真空煅烧。煅烧温度为750℃，时间12小时。
实施例2
步骤1：配料。将300目以上的活性炭50kg，200目以上的粘土30kg、负离子粉15kg，纳米TiO2粉5kg混合，在和料机中充分搅拌15分钟。
步骤2：球磨。将步骤1中混合均匀的原料加入到球磨机内，并在球磨机内加入75kg的水进行球磨混合配制浆料，球磨时间48h。
步骤3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干。
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼灌入真空练泥机中粗练2遍，再细练3-5遍。
步骤5：步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内挤出蜂窝活性炭生坯，模具的尺寸为100*100*100mm，挤压压力为17吨。
步骤6：干燥，将生坯用红外线干燥或自然阴干，时间48h。
步骤7：煅烧，将干坯置入真空微波活化炉中抽真空煅烧。煅烧温度为500℃，时间24小时。
实施例3
步骤1：配料。将300目以上的活性炭60kg，200目以上的硅藻土10kg、珍珠岩10kg、凹凸棒10kg，负离子粉5kg，纳米TiO2粉5kg混合，在和料机中充分搅拌15分钟。
步骤2：球磨。将步骤1中混合均匀的原料加入到球磨机内，并在球磨机中加入90kg的水进行球磨混合配制浆料，球磨时间36h。
步骤3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干。
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼灌入真空练泥机中粗练2遍，再细练3-5遍。
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内挤出蜂窝活性炭生坯，模具的尺寸为100*100*100mm，挤压压力为20吨。
步骤6：干燥，将生坯用红外线干燥或自然阴干，时间40h。
步骤7：煅烧，将干坯置入真空微波活化炉中抽真空煅烧。煅烧温度为650℃，时间18小时。
实施例4
步骤1：配料。将300目以上的活性炭75kg，200目以上的海泡石10kg、粘土10kg，负离子粉3kg，纳米TiO2粉2kg混合，在和料机中充分搅拌15分钟。
步骤2：球磨。将步骤1中混合均匀的原料加入到球磨机内，并在球磨机中加入85kg的水进行球磨混合配制浆料，球磨时间30h。
步骤3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干。
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼灌入真空练泥机中粗练2遍，再细练3-5遍；
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内挤出蜂窝活性炭生坯，模具的尺寸为100*100*100mm，挤压压力为10吨。
步骤6：干燥，将生坯用红外线干燥或自然阴干，时间30h。
步骤7：煅烧，将干坯置入真空微波活化炉中抽真空煅烧。煅烧温度为800℃，时间15小时。
实施例5
步骤1：配料。将300目以上的活性炭50kg，200目以上的珍珠岩10kg、硅藻土10kg、凹凸棒10kg、粘土10kg、负离子粉9kg、纳米TiO2粉1kg混合，在和料机中充分搅拌15分钟。
步骤2：球磨。将步骤1中混合均匀的原料加入到球磨机内，并在球磨机中加入80kg的水进行球磨混合配制浆料，球磨时间45h。
步骤3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼灌入真空练泥机中粗练2遍，再细练3-5遍；
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内挤出蜂窝活性炭生坯，模具的尺寸为100*100*100mm，挤压压力为13吨。
步骤6：干燥，将生坯用红外线干燥或自然阴干，时间43h。
步骤7：煅烧，将干坯置入真空微波活化炉中抽真空煅烧。煅烧温度为550℃，时间20小时。
通过做细菌、病毒的吸附试验，发现本发明蜂窝活性炭比普通蜂窝活性炭具有明显的优越性。
试验结果：
分别取实施例1至实施例5中的蜂窝活性炭及普通蜂窝活性炭在10m3的模拟空间进行测试，检测方法根据空气质量标准GB/T18883-2002进行检测，其蜂窝活性炭的吸附性能结果如下：
由于本发明中的蜂窝活性炭具有良好的空气净化功能，因此可以用来制备空气净化机。
如图1中所示的一种空气净化机，包括有壳体1，壳体1两端分别设有进风口2和出风口3。在壳体1内沿进风口2至出风口3方向依次装有初级过滤棉4、HEPA高效滤芯5、蜂窝状活性碳筛6三种平面过滤板，三种平面过滤板与进风口2、出风口3平面相平行。其中HEPA高效滤芯可以快速过滤掉空气中的尘埃；而蜂窝状活性炭块与现行的活性炭颗粒网或活性炭纤维布相比，具有比表面积大，吸附性强、可取出再生重复利用等优点。
为了将空气吸入净化机中进行净化，还设有风扇7，风扇7固定在壳体1内设有的支架(图中未示)上，且风扇7的转轴垂直于平面过滤板。为了使净化机更快的对空气进行净化，本实施例中支架上横向设有两个风扇7，且两个风扇7处于同一平面上。两个风扇7可以增加在单位时间内进入净化机中空气的流量。
为方便初级过滤棉4、HEPA高效滤芯5、蜂窝状活性碳筛6的拆洗更换，在壳体1内壁上设有卡槽(图中未示)，上述三种过滤板均卡设在壳体1内壁的卡槽内。不仅方便了拆洗更换，由于减少了固定件的使用，还减少了成本。
为了使该设备具有更好的净化空气，本实施例中在风扇7两侧分别设有两块蜂窝状活性炭筛6，共设有四块蜂窝状活性炭筛6，且沿进风口2至出风口3方向顺序卡设在壳体1上。实际上还可以设置更多的蜂窝状活性碳筛6，具体设置的数量可以根据实际需要进行确定。
使用时，电机带动电扇7转动，空气通过电扇7吸入到进风口2，吸入的空气依次通过初级过滤棉4、HEPA高效滤芯5、四块蜂窝状活性碳筛6的过滤后，净化后的空气从出风口3排出。
由于壳体1内壁上设有卡槽，上述所有部件均可卡在壳体1上，方便拆卸更换。并采用了HEPA高效滤芯5和多层蜂窝状活性炭筛6，可将进入的空气中的甲醛、苯系物、细菌、病毒及微粒尘埃等全部吸附过滤，吹出洁净的空气，具有净化速度快、效果好、质轻高效、使用清洗简单，成本低廉等优越性。
Claims (6)
1.一种蜂窝活性炭的制备方法，所述蜂窝活性炭的组成成分包含有活性炭、硅酸盐、负离子粉、纳米TiO2粉，各组成成分的重量百分比为，活性炭50-75%、硅酸盐20-40%、负离子粉3-15%、纳米TiO2粉1%-5%，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
步骤1：配料，将300目以上的活性炭，200目以上的硅酸盐、负离子粉、纳米TiO2粉按比例混合形成混合物；
步骤2：球磨，将步骤1中的混合物置于球磨机内球磨24-48h制备浆料；球磨时球磨机内加入水，其中水的重量占固体混合物重量的75%-90%；
步骤:3：榨泥，将球磨后的泥浆充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；
步骤4：练泥，将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍，其真空度为0.04Mpa；
步骤5：挤压成型，将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出蜂窝活性炭生坯，挤压压力为10-20吨；
步骤6：干燥，将蜂窝活性炭生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间24-48h；
步骤7：煅烧，将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，煅烧温度为500-800℃，煅烧时间12-24小时。
2.如权利要求1中所述的蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于：所述硅酸盐为硅藻土、凹凸棒、粘土、珍珠岩、海泡石的一种或几种的混合物。
3.采用如权利要求1或2制备方法生产的蜂窝活性炭制备的空气净化机，包括有壳体，壳体两端分别设有进风口和出风口，其特征在于：在壳体内沿进风口 至出风口方向依次装有初级过滤棉、HEPA高效滤芯、蜂窝状活性炭筛三种平面过滤板，三种平面过滤板与进风口、出风口平面相平行；风扇固定在壳体内设有的支架上，且风扇的转轴垂直于平面过滤板。
4.如权利要求3中所述的一种空气净化机，其特征在于：初级过滤棉、HEPA高效滤芯、蜂窝状活性炭筛均卡设在壳体内壁的卡槽内。
5.如权利要求3中所述的一种空气净化机，其特征在于：设有四块蜂窝状活性炭筛，且沿进风口至出风口方向顺序卡设在壳体上。
6.如权利要求3中所述的一种空气净化机，其特征在于：支架上横向设有两个个风扇，且两个风扇处于同一平面上。
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