CN104055245B - 一种便携式电场过滤净化空气去除 pm2.5 的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大气及其细颗粒物污染控制技术领域，涉及一种便携式电场过滤净化空气去除PM2.5的装置。将不锈钢网与电源正极连接，与不锈钢网同样尺寸的改性无纺布与电源负极连接，不锈钢网与改性无纺布相对放置于过滤室内，用硅胶圈将不锈钢网和改性无纺布固定密封；过滤室一侧连接有管路作为空气入口，管路上设有PM2.5监测入口；过滤室另一侧通过管路连接动力装置，管路上设有PM2.5监测出口。改性无纺布是通过气相聚合方式，使吡咯聚合无纺布表面生成聚吡咯，形成导电膜。本发明利用聚吡咯改性无纺布，制成成本低廉有导电能力的无纺布，通过微电场作用和布袋的双重除尘作用，在传统口罩的基础进一步提高PM2.5的去除率。
Description
技术领域
本发明属于大气及其细颗粒物污染控制技术领域，涉及一种便携式电场过滤净化空气去除 PM2.5的装置。
背景技术
目前，常用的颗粒物防治技术就是利用除尘器进行除尘。常见的袋式、静电除尘器除尘效率高，特别是对细颗粒物有较高的捕集效率，但袋式除尘器不适合去除吸湿性强的尘粒，而静电除尘器不易实现对高比电阻粉尘的捕集。由于除尘器设备庞大，一般只在工业上广泛应用。此外吸附技术利用颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、多孔黏土矿石、活性氧化铝、硅胶等多种吸附剂达到一定的除尘效果，但容易造成二次污染。
因此鉴于目前日益严重的空气污染，特别是危害极大的细微颗粒物污染的频发态势和中国大面积的普遍超出WHO标准的大气复合污染，尤其是预防和控制 PM2.5对人体健康造成的危害，研究高效、环保的便携式个人防护 PM2.5装置尤其重要，对降低室外 PM2.5污染的暴露水平和所造成的健康风险，有很大好处。但目前市场上只有口罩这一种便携式防护用品，而且 PM2.5实际去除率很低。
导电聚合物则是20世纪70年代发展起来的一个新的研究领域，其中具有共轭双键的导电高分子聚吡咯与其他导电高分子相比，由于具有合成方便、抗氧化性能好、电导率较高、易成膜、柔软、无毒等优点而日益受到关注。目前，仍无研究者将其应用于口罩材料的改性及其制备便携式微电场去除 PM2.5的装置上。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式微电场去除 PM2.5的装置，解决传统口罩在 PM2.5上去除率低的问题，解决活性炭等吸附剂产生二次污染的问题。
一种便携式微电场去除 PM2.5的装置，该装置包括 PM2.5监测入口、空气入口、硅胶圈、不锈钢网、改性无纺布、动力装置、 PM2.5监测出口、电源负极和 电源正极；将不锈钢网与电源正极连接，与不锈钢网同样尺寸的改性无纺布与电源负极连接，不锈钢网与改性无纺布相对放置于过滤室内，用硅胶圈将不锈钢网和改性无纺布固定密封；过滤室一侧连接有管路作为空气入口，管路上设有 PM2.5监测入口；过滤室另一侧通过管路连接动力装置，管路上设有 PM2.5监测出口。其中，改性无纺布是通过气相聚合方式，使吡咯聚合无纺布表面生成聚吡咯，形成导电膜。
本方法设置1V、2V、5V、10、20V几种电压模式，通过动力装置抽气，保证该装置持续通过一定的空气量，调节空气量为0.1L/min和1L/min，并设置5min、15min、30min几个时间段，分别观察该装置在不同电压模式下，经过不同的时间对 PM2.5的去除率，此外还对比了在上述条件下，干燥改性无纺布和湿润改性无纺布分别对 PM2.5的去除率。
本发明的效果和益处是利用聚吡咯改性无纺布，制成成本低廉有导电能力的无纺布，通过微电场作用和布袋的双重除尘作用，在传统口罩的基础进一步提高 PM2.5的去除率。
附图说明
图1是该便携式微电场去除 PM2.5的装置图。
图2是控制流量在0.1L/min、改性膜干燥状态时，不同电压下该滤膜对 PM2.5过滤效率图。
图3是控制流量在0.1L/min、改性膜湿润状态时，不同电压下该滤膜对 PM2.5过滤效率图。
图4是控制流量在1L/min、改性膜干燥状态时，不同电压下该滤膜对 PM2.5过滤效率图。
图5是控制流量在1L/min、改性膜湿润状态时，不同电压下该滤膜对 PM2.5过滤效率图。
图中：1管路入口段 PM2.5监测口；2空气入口处；3过滤室；4不锈钢网；5改性无纺布；6硅胶圈；7动力装置；8管路出口段 PM2.5监测口；9电源负 极；10电源正极；
虚线框是整个装置的过滤区域。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1
改性无纺布制备：20gFeCl3·6H2O溶于40ml乙醇中，将该无纺布(23cm×23cm)浸入该混合溶液中10min，干燥晾干30min，采用气相聚合吡咯(2ml)的方式，于80℃下密封加热40min，在该无纺布上聚合吡咯，漂洗晾干，制成具有导电能力的改性膜，置于空气中晾干。
装置微电场过滤组件制作：不锈钢网剪裁成直径为8cm的圆形，用导线连接小型电源正极口，作为正极，同样大小的无纺布，通过气相聚合方式，聚合吡咯于表面，形成导电膜，用导线连接小型电源负极口，作为正极。
将微电场过滤组件相对嵌在装置中，通过硅胶圈用螺丝拧紧、保证密封，装置出口端接在动力装置上，入口端直接与大气相通，入口与出口端管路上分别接三通阀，作为 PM2.5监测口。
设置1V、2V、5V、10、20V几种电压模式，通过动力装置控制通过装置的空气量为0.1L/min，运行反应装置，10V电压模式下，装置对 PM2.5去除率达到最高，为90％左右。更换装置过滤室中干燥改性无纺布为湿润改性无纺布，结果发现采用湿润改性无纺布的装置具有更高的去除率，达到96％左右，但不稳定，波动大。
实施例2
设置1V、2V、5V、10、20V几种电压模式，通过动力装置控制通过装置的空气量为1L/min，运行反应装置，10V电压模式下，装置对 PM2.5去除率达到最高，但低于0.1L/min时去除率，为88％左右。同样，采用干燥改性无纺布时装置对 PM2.5去除率较采用干燥改性无纺布时稳定。
Claims (1)
1.一种便携式电场过滤净化空气去除PM2.5的装置，其特征在于，该装置包括PM2.5监测入口、空气入口、硅胶圈、不锈钢网、改性无纺布、动力装置、PM2.5监测出口、电源负极和电源正极；将不锈钢网与电源正极连接，与不锈钢网同样尺寸的改性无纺布与电源负极连接，不锈钢网与改性无纺布相对放置于过滤室内，硅胶圈将不锈钢网和改性无纺布固定密封；过滤室一侧连接有管路作为空气入口，管路上设有PM2.5监测入口；过滤室另一侧通过管路连接动力装置，管路上设有PM2.5监测出口；其中，改性无纺布是通过气相聚合方式，使吡咯聚合无纺布表面生成聚吡咯，形成导电膜。
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