CN105032065B - 一种活性炭过滤网及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种活性炭过滤网及其制备方法，所述活性炭过滤网的原料包括下述重量份的组分：活性炭80～100份，海泡石20～40份，氧化铝粉末10～30份，纳米银胶0.2～2份，甲醛捕获剂5～15份。其所含成分无毒环保，能够应用于高效空气过滤器中，高效地清除甲醛，适用范围广。
Description
技术领域
本发明属于化学化工领域，具体涉及一种活性炭过滤网。
背景技术
甲醛是室内最严重的有机气体污染物之一，具有非常高的毒性，2004年6月世界卫生组织国际癌症研究中心(IARC)发表的一项报告中称高浓度的甲醛能引起耳鼻喉癌症及其他身体疾病，在我国有毒化学品优先控制名单上，第一位为二恶英，第二位即为甲醛，因此，甲醛对人类健康危害极大。现如今，人们对办公室、会议室和生活居室等的装修越来越普遍，对空间的密闭性要求也越来越高，使得室内外空气的交换越来越少。国家卫生、建设和环保部门对室内装饰材料进行抽查时曾发现：具有污染气体的材料约占68％，这些装饰材料在使用过程中会挥发出甲醛、二氯乙烯、苯、二甲苯等300多种挥发性的有机化合物，一旦进入室内空气被人体吸收，将会引发各种健康疾病。据中国预防医学科学院提供的资料，人的一生中2/3以上的时间都是在室内度过的，尤其是婴幼儿、儿童、青少年和老弱病残者，因此，室内环境污染对人类健康的危害最为直接，且危害程度更大。由于室内空气污染的危害性及普遍性，有专家认为继“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”之后，现代人正处于以“室内空气污染”为标志的第三污染时期，室内空气中有机气体污染的预防与治理己成为不容忽视的环境问题。
危害人身的甲醛，主要来源于如下几个途径：
其一，源于居室装修造成的室内空气甲醛污染
中华人民共和国《居室空气中甲醛卫生标准》(GB/T 16127-1995)规定，居室内甲醛量的容许浓度上限为0.08mg/m3，但一般住宅装修后甲醛浓度平均为0.2mg/m3，最高可达0.81mg/m3，严重超标。
其二，源于人造板材、装修材料、纺织品中游离出来的甲醛污染
甲醛作为化工原料，可用于合成各种粘合剂、涂料或纺织助剂。以甲醛为原料合成的各类化工产品，如装修中使用的胶合板、刨花板等人造板材，墙纸、墙布以及油漆等装修材料，或者纺织品等，在使用中都会有残留的甲醛游离出来。
高效空气过滤器(又称为HEPA)在空气净化行业中起着至关重要的作用。高效空气过滤器可广泛用于光学电子、LCD液晶制造，生物医药、精密仪器、饮料食品，PCB印刷等行业无尘净化车间的空调末端送风处。
高效空气过滤器，基本要求是过滤效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用以降低后期耗材成本。
高效空气过滤器，主要由滤芯、风机和壳体几部分组成。其中HEPA过滤网(滤芯)起着至关重要的作用。现有技术中，HEPA过滤网主要为PP滤纸、玻璃纤维、复合PP/PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质，一般是针对直径为0.1-0.5μm的颗粒进行过滤，它对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以上的微粒去除效率可达到99.97％以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。目前的HEPA过滤网不能针对甲醛有效去除等问题。
因此，市场上急需一种可以应用于高效空气过滤器中的，且对甲醛有去除作用的过滤网。
发明内容
本发明提供一种活性炭过滤网，所含成分无毒环保，能够应用于高效空气过滤器中，高效地清除甲醛，适用范围广，解决了上述现有技术所存在的缺陷。
为实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种活性炭过滤网，其原料包括下述重量份的组分：活性炭80～100份，海泡石20～40份，氧化铝粉末10～30份，纳米银胶0.2～2份，甲醛捕获剂5～15份。
优选的，所述活性炭为300-400目，所述海泡石为400～500目。
优选的，所述甲醛捕获剂选自5,5-二a甲基咪唑烷-2,4-二酮、2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯中的一种或两种的混合物；优选的，所述甲醛捕获剂由40～60wt％的5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮和40～60wt％的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯共混组成。
优选的，所述活性炭过滤网，其原料还包括1～5重量份的去甲醛助剂。
进一步优选的，所述去甲醛助剂由40～60wt％的壳聚糖和40～60wt％的樟脑醑共混组成。
本发明还提供了所述活性炭过滤网的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将原料分别粉碎、过筛后，按比例混合形成混合物；
(2)将步骤(1)得到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％；
(3)将球磨后的浆料充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干成泥饼，真空练泥，其真空度为0.02～0.05Mpa，得到泥段；
(4)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；
(5)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；
(6)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。
在本发明中，
5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮，CAS号：77-71-4。
2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯，CAS号：86261-90-7。
壳聚糖，CAS号：9012-76-4。
樟脑醑，CAS号：76-22-2。
纳米银胶，可以制备或通过市售获得。
本发明提供的活性炭过滤网，可以用于高效空气过滤器中，除了可以去除常规颗粒物外，还可以高效地清除甲醛，适用范围广，过滤效率高。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例和对比例中使用的纳米银胶参照夏传俊等的《纳米银胶与蛋白质的相互作用及应用》(2003年6月第26卷2期)中的方法制备，1ml1.7％AgNO3溶液稀释至50ml，搅拌下加入1％单宁酸0.5ml，再加2-3滴1％K2CO3溶液，得红棕色溶液，再用水稀释4倍，即得到银离子摩尔浓度为5×10-4mol/L的纳米银胶。
实施例1
一种活性炭过滤网，其原料由如下重量份的成分组成：400目杏壳活性炭100份，400目海泡石30份，氧化铝粉末30份，纳米银胶0.5份，甲醛捕获剂10份。所述甲醛捕获剂为5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮5重量份和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯5重量份共混组成。
制备过程如下：
(1)将原料分别粉碎、过筛后，按比例混合形成混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于球磨机内球磨24h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80％；
(3)将球磨后的浆料充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干成泥饼，真空练泥，其真空度为0.04Mpa，得到泥段；
(4)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吨；
(5)将蜂窝活性炭生坯自然阴干即得干坯，干燥时间48h；
(6)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650℃，煅烧时间24小时。
制得的蜂窝状活性炭过滤网的比表面积约为1050m2/g，孔密度约为150孔/平方英寸，厚度约为5mm。
实施例2
按照实施例1所述方法，将甲醛捕获剂替换为5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮10重量份。
实施例3
按照实施例1所述方法，将甲醛捕获剂替换为2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯10重量份。
实施例4
按照实施例1所述方法，其原料中还包括4重量份的去甲醛助剂；所述去甲醛助剂由2重量份的壳聚糖和2重量份的樟脑醑共混组成。
实施例5
按照实施例1所述方法，其原料中还包括4重量份的去甲醛助剂；所述去甲醛助剂为4重量份的壳聚糖。
实施例6
按照实施例1所述方法，其原料中还包括4重量份的去甲醛助剂；所述去甲醛助剂为4重量份的樟脑醑。
对比例1
一种活性炭过滤网，其原料由如下重量份的成分组成：400目杏壳活性炭100份，400目海泡石60份，纳米银胶0.5份，甲醛捕获剂10份。所述甲醛捕获剂为5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮5重量份和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯5重量份共混组成。
制备过程同实施例1。
对比例2
一种活性炭过滤网，其原料由如下重量份的成分组成：400目杏壳活性炭100份，氧化铝粉末60份，纳米银胶0.5份，甲醛捕获剂10份。所述甲醛捕获剂为5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮5重量份和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯5重量份共混组成。
制备过程同实施例1。
测试例1
将实施例1-6和对比例1-2制得的活性炭过滤网分别置于菲尔博德空气净化器(FBA-012PRO)中，启动机器2h后，对过滤网的PM2.5过滤效率和甲醛过滤效率进行测试。测试使用的空气为含有PM2.5和甲醛的空气，PM2.5的含量为0.3mg/m3，甲醛的含量为2mg/m3，测试结果见表1。
表1测试例1结果
| PM2.5过滤效率/％ | 甲醛过滤效率/％ | |
| 实施例1 | 99.984 | 94.0 |
| 实施例2 | 99.978 | 93.6 |
| 实施例3 | 99.970 | 93.2 |
| 实施例4 | 99.995 | 95.3 |
| 实施例5 | 99.991 | 94.7 |
| 实施例6 | 99.989 | 94.3 |
| 对比例1 | 99.964 | 89.8 |
| 对比例2 | 99.950 | 87.5 |
由表1数据可见，本发明使用了氧化铝、活性炭和海泡石的复配作为载体，负载活性组分，在PM2.5与甲醛的过滤中，都取得了优异的效果，与对比例1的海泡石和活性炭复配，及对比例2的氧化铝与活性炭的复配相比，效果显著。
尤其是实施例1与实施例2-3相比较，实施例1使用了5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮、2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯复配的甲醛捕获剂，其效果优于单独使用二者之一的实施例2和实施例3。
而实施例4-6中使用了去甲醛助剂，其效果明显优于实施例1，尤其是实施例4使用了壳聚糖、樟脑醑复配的去甲醛助剂，其效果优于单独使用二者之一的实施例5和实施例6。
Claims (2)
1.一种活性炭过滤网，其特征在于：由下述重量份的组分制备而成：活性炭80～100份，海泡石20～40份，氧化铝粉末10～30份，纳米银胶0.2～2份，甲醛捕获剂5～15份、去甲醛助剂1-5份；
所述甲醛捕获剂由40～60wt％的5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮和40～60wt％的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-氧代-1-咪唑啉基)乙基酯共混组成；
所述去甲醛助剂由40～60wt％的壳聚糖和40～60wt％的樟脑醑共混组成。
2.如权利要求1所述的活性炭过滤网的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将原料分别粉碎、过筛后，按比例混合形成混合物；
(2)将步骤(1)得到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％；
(3)将球磨后的浆料充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干成泥饼，真空练泥，其真空度为0.02～0.05Mpa，得到泥段；
(4)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；
(5)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；
(6)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。
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