CN103301808B - 一种自吸附空气净化多孔骨架、制备方法及净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自吸附空气净化多孔骨架、制备方法及净化装置,制备方法是：制备木屑颗粒，与纳米TiO₂粉末、纳米碳粉和食盐颗粒混合，在球磨机中混合均匀，加入硅溶胶粘结剂，充分搅拌混合，制成浆料，注入模具中，制成所需尺寸的毛坯；将毛坯放入水中，将食盐溶解出来；将无盐毛坯放入100～150℃的烘干炉中烘干；将无盐毛坯放入真空炉中烧结，烧结温度300～400℃，制备出多孔骨架。将各部件进行装配后即可得到最终的产品。研究表明，利用本发明的制备方法得到的多孔骨架具有特殊的空间网络拓扑结构，该骨架具有高的孔隙率和较高的抗压强度。利用本装置可净化室内空气，或向空气中排放香水或芳香剂。

Description

一种自吸附空气净化多孔骨架、制备方法及净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种基于自吸附原理完成空气净化的多孔网络结构碳基复合材料骨架、制备方法及净化装置。

背景技术

室内空气污染的来源主要有：（1）装修材料释放的污染物；（2）家电所释放的污染物；（3）相对封闭情况下使用空调而造成的空气质量下降；（4）食用油加热后在室内释放的污染气体和颗粒。众所周知，上述污染源中最为严重的当属装修造成的空气污染，房屋经过装修后室内会排放出有害气体，如甲醛、苯、氨等，这些有害气体会对人体的呼吸系统、心血管系统和神经系统产生明显的不良影响，严重危害人类的身体健康。

近年来，随着人类社会的进步，越来越多的人开始注重室内空气质量，而控制室内空气污染的方法有三种：源头控制、通风稀释、空气净化。这三种方法中，源头控制是治本的根本方法，通风稀释也是常用的自然之法，但是在上述两个方法很难采用时，空气净化也是不可或缺的补救方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种烧结制成、具有良好净化空气效果的多孔骨架是本发明的目的之一，该多孔骨架具有良好的自吸附功能，可满足净化空气的需要；提供多孔骨架的制备方法是本发明的目的之二，本制备方法工艺简单；提供一种以多孔骨架为主要净化吸附部件的净化装置是本发明的目的之三。采用的技术方案是：一种自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

1）球磨机制备出尺寸为50-200μm的木屑颗粒；

2）将步骤1）所述木屑颗粒与纳米TiO₂粉末、纳米碳粉、食盐颗粒混合，在球磨机中混合均匀，加入比例为：木屑颗粒：纳米TiO₂粉末：纳米碳粉：食盐颗粒:50:10:8:32后得到混合粉末，以上比例为体积比；

3）将步骤2）中所述混合粉末加入1～15wt%的硅溶胶粘结剂，充分搅拌混合，制成浆料；

4）将步骤3）中所述浆料注入到模具中，制成所需尺寸的毛坯；

5）将毛坯放入水中，将食盐完全、充分溶解出来，即溶解完成后盐度为零，得到无盐毛坯；

6）将无盐毛坯放入烘干炉中烘干，温度为100～150℃，烘干时间是2-4小时；

7）将经步骤6）处理后的无盐毛坯放入到真空炉进行烧结处理，烧结过程中木粉碳化得到多孔骨架。

本发明的技术特征还有：所述多孔骨架为圆柱体多孔骨架。

本发明的技术特征还有：所述多孔骨架为圆柱体多孔骨架，孔径为0.5-1.0mm。

本发明的技术特征还有：所述纳米TiO₂粉末粒度为50～100nm，纳米碳粉粒度为40～100nm，食盐颗粒粒度为500～1000μm。

本发明的技术特征还有：所述烧结处理是在真空中烧结，真空度为10^-3Pa，烧结温度为300～400℃，升温速率为50～80℃/h。

本发明的技术方案还有：一种按照权利要求1所述制备方法制备的自吸附空气净化多孔骨架。

本发明的技术特征还有：所述多孔骨架为圆柱体多孔骨架。

本发明的技术方案还有：一种空气净化装置，包括支架、气路部分和吸附部分，支架包括底座、端盖、位于底座与端盖之间的支撑内壁，所述气路部分包括进气口、出气口和抽风机，其特征在于：所述吸附部分包括权利要求6所述的多孔骨架，所述多孔骨架安装在支撑内壁的外侧。

本发明的技术特征还有：所述空气净化装置还包括喷香系统，所述喷香系统包括装在支撑内壁内槽中的喷香液体，在所述支撑内壁上还设有液体槽。

本发明的技术特征还有：所述喷香液体为香水或者空气清洁剂。

本发明的有益效果是：1）本发明利用多孔碳和TiO₂制成的多孔骨架具有特殊的空间网络拓扑结构，能有效吸附空气中的甲醛、苯、氨等有害气体，多孔骨架密度低、孔隙率高、质量轻、比强度高、吸附性好，从而提高空气质量，保证空气净化的程度，且使用一定时间后可重新加热，使其中有害气体得到释放，重复利用性好且具有较高的抗压强度；

2）溶盐法制备的多孔骨架能够在无压及自然环境下成功完成烧结，复合材料界面结合良好，可制得各种性能可调、碳料含量达到50%-65%的多孔复合材料，本制备工艺简便，成本低廉；

3）本净化装置通过进气口进气，空气中有害物质经多孔骨架吸附处理后，经出气口由抽风机抽出，为了净化空气时获得特殊的效果，本装置中的喷香系统将香水、空气清新剂等特殊味道通过流通的空气向外输送。本装置结构简单、成本低廉、使用效果好。

附图说明

附图1是本发明结构示意图，1是抽风机；2是端盖；3是支撑内壁；4是多孔骨架；5是支撑外壁；6是香水、空气清洁剂等液体；7是底座；8是进气口；9是液体槽；10是出气口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。本发明首先公开了一种自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1）球磨机制备出尺寸为50-200μm的木屑颗粒；

2）将步骤1）所述木屑颗粒与纳米TiO₂粉末、纳米碳粉、食盐颗粒混合，在球磨机中混合均匀，加入比例为：木屑颗粒：纳米TiO₂粉末：纳米碳粉：食盐颗粒:50:10:8:32后得到混合粉末，以上比例为体积比，纳米TiO₂粉末粒度为50～100nm，纳米碳粉粒度为40～100nm，食盐颗粒粒度为500～1000μm；

3）将步骤2）中所述混合粉末加入1～15wt%的硅溶胶粘结剂，充分搅拌混合，制成浆料；

4）将步骤3）中所述浆料注入到模具中，制成所需尺寸的毛坯；

5）将毛坯放入水中，将食盐完全、充分溶解出来，即溶解完成后盐度为零，得到无盐毛坯；

6）将无盐毛坯放入烘干炉中烘干，温度为100～150℃，烘干时间是2-4小时；

7）将经步骤6）处理后的无盐毛坯放入到真空炉进行烧结处理，烧结过程中木粉碳化得到多孔骨架。

本实施例中，多孔骨架为圆柱体多孔骨架，该多孔骨架为圆柱体多孔骨架，孔径为0.5-1.0mm。

本实施例中烧结处理是在真空中烧结，真空度为10^-3Pa，烧结温度为300～400℃，升温速率为50～80℃/h。

本发明还公开了一种自吸附空气净化多孔骨架，该多孔骨架按照上述制备方法进行制备。本实施例中选用了圆柱体模具，因此制备后得到圆柱体多孔骨架。

本发明还公开了一种空气净化装置，该装置包括支架、气路部分、吸附部分和喷香系统。其中支架包括底座7、端盖2、位于底座7与端盖2之间的支撑内壁3和支撑外壁5。气路部分包括进气口8、出气口10和抽风机1。吸附部分包括多孔骨架4，该多孔骨架4安装在支撑内壁3与支撑外壁5之间。喷香系统包括装在支撑内壁3内槽中的喷香液体，在支撑内壁3上还设有液体槽9。使用时，喷香液体可用香水或者空气清洁剂。支撑外壁5与端盖2之间为螺纹连接，支撑外壁5与底座7之间为螺纹连接。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

1）球磨机制备出尺寸为50-200μm的木屑颗粒；

2）将步骤1）所述木屑颗粒与纳米TiO₂粉末、纳米碳粉、食盐颗粒混合，在球磨机中混合均匀，加入比例为：木屑颗粒：纳米TiO₂粉末：纳米碳粉：食盐颗粒为50:10:8:32后得到混合粉末，以上比例为体积比；

3）将步骤2）中所述混合粉末加入1～15wt%的硅溶胶粘结剂，充分搅拌混合，制成浆料；

4）将步骤3）中所述浆料注入到模具中，制成所需尺寸的毛坯；

5）将毛坯放入水中，将食盐完全、充分溶解出来，即溶解完成后盐度为零，得到无盐毛坯；

6）将无盐毛坯放入烘干炉中烘干，温度为100～150℃，烘干时间是2-4小时；

7）将经步骤6）处理后的无盐毛坯放入到真空炉进行烧结处理，烧结过程中木粉碳化得到多孔骨架。

2.按照权利要求1所述的自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述多孔骨架为圆柱体多孔骨架。

3.按照权利要求2所述的自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述圆柱体多孔骨架的孔径为0.5-1.0mm。

4.按照权利要求1所述的自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述纳米TiO₂粉末粒度为50～100nm，纳米碳粉粒度为40～100nm，食盐颗粒粒度为500～1000μm。

5.按照权利要求1所述的自吸附空气净化多孔骨架的制备方法，其特征在于：所述烧结处理是在真空中烧结，真空度为10^-3Pa，烧结温度为300～400℃，升温速率为50～80℃/h。

6.一种按照权利要求1所述制备方法制备的自吸附空气净化多孔骨架。

7.按照权利要求6所述的自吸附空气净化多孔骨架，其特征在于：所述多孔骨架为圆柱体多孔骨架。