CN103394241A - 一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的ptfe膜材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE纤维间隙膜材料，由光触媒PTFE膜和基材组成，所述光触媒PTFE膜覆盖于基材表面，所述光触媒PTFE膜由聚四氟乙烯和光触媒组成，光触媒均匀嫁接于聚四氟乙烯的纤维间隙膜的空间结构中；所述光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料，光触媒粒径为4nm～60nm。本发明光触媒PTFE膜，保留PTFE膜透气布透水、透气量大、阻力低、高微粒截留率、耐温好，抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂，耐老化及不粘、不燃性和无毒等特点；增加光触媒的催化降解功能，能有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广谱的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。

Description

一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料及其应用

技术领域

本发明涉及一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料及其应用。

背景技术

光触媒催化剂[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒（催化剂）[catalyst]的合成词。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理室内环境污染的最安全的材料之一。

典型的TiO₂光催化剂的固定化方法TiO₂光催化剂的固定方法分为两种，一是将制备出的高活性TiO₂粉末通过与溶剂混合，经浸渍提拉成膜或旋转涂膜或喷涂成膜等方法将粉末TiO₂固载于适当的载体表面上；二是利用前驱体（如乙氧基钛等）经过一系列的物理化学变化，经TiO₂悬浮料浆、液相沉积或溶胶-凝胶法等沉积在载体表面上，通过干燥煅烧而固载成膜。不论是第一种方法，还是第二种方法，都是将光触媒固定于载体表面，在室内空气净化中，不可避免存在脱离现象，甚至导致光触媒成为影响室内空气质量的新污染因素。

PTFE膜是以聚四氟乙烯为原料，采用特殊工艺，经压延、挤出、双向拉伸等方法制成的纤维间隙薄膜。PTFE膜按用途可分为服装膜、空气过滤膜、空气净化膜。PTFE膜具有原纤维状间隙结构，空隙率85%以上，每平方厘米有14亿个投影微孔，间隙范围在0.1μm-1.5μm之间，PTFE膜的特殊化学物理性质，可为光触媒剂提供绝佳嫁接条件。

根据空气净化需求，提供一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，意味着在日常工作生活环境中的材料均能赋予过滤、除菌、防污等净化功能，所嫁接的光触媒剂纳米级为4nm～60nm。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料及其应用。

本发明提出的一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，由光触媒PTFE膜1和基材2组成，所述光触媒PTFE膜1覆盖于基材2表面，所述光触媒PTFE膜1由聚四氟乙烯和光触媒组成，光触媒均匀嫁接于聚四氟乙烯的纤维间隙膜的空间结构中；所述光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料，光触媒粒径为4nm～60nm。

本发明中，光触媒PTFE膜1的平均纤维间隙为0.1μm～1.5μm，厚度为10μm～2mm，平均孔隙率为83-87％，光触媒PTFE膜1的门幅宽度≤3000mm。

本发明中，所述基材2采用聚酯毡、PET、PP无纺布、木纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维毡、外墙建材（如水泥抹面墙体、石材、铝塑板、瓷砖等）等中任一种。

本发明中，将光触媒PTFE膜覆合在各种基材上（如聚酯毡、PET、PP无纺布、木纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维毡等）， 覆合后的PTFE膜材料厚度在2mm～5mm内多种规格。

本发明中，与PET、PP等无纺布覆膜后可做成滤片和过滤器等用于化学、医药、电子等行业，既能过滤微颗粒和隔离、消除病菌、基因培养，又能保持高过滤效率和低流通阻力。

本发明中，与聚酯毡、PET和聚四氟乙烯纤维毡覆膜后可做成各种过滤袋、滤筒和过滤器，广泛应用于水泥、冶金、食品、涂装、石化塑料等工业领域烟气和粉尘颗粒的治理和回收。

本发明中，与PP无纺布和木纤维等覆膜后可做成墙纸、办公家具贴片等，广泛应用于室内、办公场所、公共场所，有效降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物。

本发明中，与外墙建材（如水泥抹面墙体、石材、铝塑板、瓷砖等）覆膜后，用于建筑物外墙装饰，有效净化大气中存在各类污染物。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的PTFE纤维间隙膜可以做成亲水型或疏水型膜，由于表面能低透气量大、阻力低、高微粒截留率、耐温好，抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂，耐老化及不粘、不燃性和无毒等特点。

(2)增加光触媒的催化降解功能，能有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广谱的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。

(3)解决纯PTFE透气膜过滤器存在的病毒、细菌、挥发性有机物产生的二次污染问题。

(4)光触媒嫁接于PTFE纤维间隙膜的空间结构中。

(5)光触媒PTFE膜覆合在各种基材（聚酯毡、PET、PP无纺布、木纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维毡、外墙建材等）上， 覆合后的滤膜既保持聚四氟乙烯所固有的高化学稳定性、低摩擦系数、耐高低温、防老化等，能抵挡微小颗粒，又有一般覆膜滤料无可比拟的透气性、防水性等特性，更重要的是增加对挥发性有机物、细菌、病毒等的催化降解功能。

附图说明

图1为本发明通过嫁接光触媒增加催化降解功能的PTFE膜材料覆膜的结构图示。

图中标号：1为光触媒PTFE膜，2为基材。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，光触媒PTFE膜1用特殊工艺嫁接在PET基材2上，覆合后的滤料厚度在1.8mm，制成过滤袋。光触媒PTFE纤维间隙膜1制造：首先，将纳米级的TiO₂与18烷溶剂进行调和混合直到透明为止,值此完成光触媒剂与聚四氟乙烯结合的第一步；再由聚四氟乙烯树脂和调合好的光触媒剂组成坯料，在50±5℃温度下，采用UV254光线合成工艺进行聚合后形成树脂，使光触媒纳米颗粒均匀分布于聚四氟乙烯树脂中；最后，经压延、挤出、双向拉伸等工艺加工而形成裂隙孔结构的光触媒PTFE膜，同时实现纳米TiO2均匀嫁接于PTFE纤维间隙膜的空间结构中。 

应用一、将上述膜材料与PP覆合，制成过滤网，装配在空气过滤器上，应用于净化某地实验室空气，进行微颗粒、菌群等去除。

抽样检测重要数据如下表：

应用二、将上述膜材料与聚四氟乙烯纤维毡覆合，制成除尘布袋，应用于某地电厂袋式除尘器中，进行微颗粒、二氧化硫等去除。

应用三、将上述膜材料与木纤维覆合，制成墙纸，应用于上海某地居民室内装修，进行甲醛、TVOC等去除，密闭环境中24小时后检测净化效果。

项目	去除效率
		甲醛	92％以上
TVOC	93％左右

需要指出的是，上面所述只是说明本发明的一些原理，由于对相同技术领域内的普通技术人员是很容易在此技术上进行若干修改和改动的。因此，本说明书并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明申请的专利范围。

Claims (8)

1.一种嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，其特征在于由光触媒PTFE膜(1)和基材(2)组成，所述光触媒PTFE膜(1)覆盖于基材(2)表面，所述光触媒PTFE膜(1)由聚四氟乙烯和光触媒组成，光触媒均匀嫁接于聚四氟乙烯的纤维间隙膜的空间结构中；所述光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料，光触媒粒径为4nm～60nm。

2.根据权利要求1所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，其特征在于光触媒PTFE膜(1)的平均纤维间隙为0.1μm～1.5μm，厚度为10μm～2mm，平均孔隙率为83-87％，光触媒PTFE膜(1)的门幅宽度≤3000mm。

3.根据权利要求1所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，其特征在于所述基材(2)采用聚酯毡、PET、PP无纺布、木纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维毡或外墙建材中任一种。

4.根据权利要求1所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料，其特征在于将光触媒PTFE膜覆合在基材上，覆合后的PTFE膜材料厚度为2mm～5mm。

5.一种如权利要求3所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料与PET、PP无纺布覆膜后做成滤片和过滤器在化学、医药或电子行业中应用。

6.一种如权利要求3所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料与聚酯毡、PET或聚四氟乙烯纤维毡覆膜后做成过滤袋、滤筒和过滤器在水泥、冶金、食品、涂装或石化塑料领域烟气和粉尘颗粒的治理和回收中应用。

7.一种如权利要求3所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料与PP无纺布和木纤维覆膜后做成墙纸、办公家具贴片在室内、办公场所或公共场所中的应用。

8.一种如权利要求3所述的嫁接光触媒催化剂增加催化降解功能的PTFE膜材料与外墙建材覆膜后在建筑物外墙装饰中的应用。

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