CN105214394A - 一种防治雾霾的过滤网 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过滤网，所述过滤网包括边框，边框内固定有至少6层网状结构，所述网状结构从内到外顺序叠加有金属丝网支撑层、多孔纤维层、活性炭层、催化剂层、多孔纤维层和金属丝网支撑层。雾霾空气经过本发明所述过滤网之后，PM2.5颗粒、有机污染物、氮氧化物及硫氧化物都降低到ppm水平，有效净化了空气，保护了人员的呼吸系统健康。

Description

一种防治雾霾的过滤网
技术领域
本发明涉及汽车空气净化领域，具体涉及一种防治雾霾的过滤网。
背景技术
雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。
霾，也称灰霾(烟雾)空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻雾或霭(Mist)。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。
雾霾对人体产生的危害如下：
(1)对呼吸系统的影响
霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气化学颗粒物质。其中有害健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子、燃料和汽车废气等，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中。尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症。对于支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病患者，雾霾天气可使病情急性发作或急性加重。如果长期处于这种环境还会诱发肺癌。
(2)对心血管系统的影响
雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。
目前，随着交通拥堵，人们越来越长时间的待在各种交通工具中，由于汽车空间狭小，其受雾霾的影响最为巨大。汽车对于车内空气的净化，一般是通过过滤网进行吸附过滤净化。
CN104043298A公开了一种汽车过滤网，包括有壳体，所述壳体的顶部设有进风口，所述壳体的底部设有出风口，所述壳体内设有长丝无纺滤布滤芯，所述长丝无纺滤布滤芯由多层长丝无纺滤布层叠构成，其特征在于：所述壳体内在所述长丝无纺滤布滤芯的下面设有一层活性炭滤芯，所述活性炭滤芯包括无纺布内包裹着的活性炭。
现有技术的过滤网，均是通过过滤或吸附的作用来净化空气，但空气中的有机物污染，比如甲醛、硫氧化物、氮氧化物等，也对空气产生了巨大的污染，同样导致了室内空气质量的下降，影响了人们的身体健康。
目前的去除空气污染的方式，多是借助活性炭吸附等物理吸附形式，这种去处污染的方式，见效慢，且不能将有机污染物分解，也不能显著降低雾霾，因此受限较多。尽管出现一些利用化学方式净化室内空气的手段，比如利用各种化学试剂或者催化剂等，但其一般需要较高温度，对使用环境限制也较多。
经过发明人检索现有技术发现，目前还没有采用室温催化空气，并将空气中的有机污染物分解，并减少雾霾颗粒，将污染物浓度降低到ppm级的技术。
发明内容
本发明的目的在于提出一种防治雾霾的过滤网，该过滤网可以净化雾霾空气，并将空气中的有机污染物(甲醛、甲苯等芳香族污染物)、硫氧化物和氮氧化物快速分解，能有效净化空气，将污染物降低到ppm级。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种气体用过滤网，所述过滤网包括边框，边框内固定有至少6层网状结构，所述网状结构从内到外顺序叠加有金属丝网支撑层、多孔纤维层、活性炭层、催化剂层、多孔纤维层和金属丝网支撑层；所述催化剂由粉状催化剂组成，其包括载体、活性组分和助催化剂，其特征在于，
所述载体为β沸石，沸石的骨架结构中Si/(Si+Al+P)摩尔比为0.30；
所述活性组分为掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物，Ce:V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x:TiO2的摩尔比为0.25:1:2，且所述二氧化钛为锐钛矿晶型，所述活性组分在催化剂中的重量含量为0.3％-10％，优选0.5-％-8％，更优选2％-5％。例如，0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％。所述x为0.1-0.5，例如0.2、0.3、0.4、。
所述助催化剂为银和钯，银与钯的摩尔比为2:5，所述助催化剂在催化剂中的重量含量为0.3％-6％，优选0.5％-5％。例如，0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％。
优选的，所述活性组分与助催化剂的重量比为5:1～2:1。例如4.5:1、4:1、3.5:1、3:1、2.5:1。
所述催化剂的制备方法可以采取常规的浸渍法以及其他替代方法，本领域技术人员可以根据其掌握的现有技术自由选择，本发明不再赘述。
所述活性炭层包括如下组分：
A)10％的纳米TiO2负载的钴铈锌钾复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Co:Ce:Zn:K为1:0.1:0.1:0.1:0.1；
B)5％的锆掺杂的铁锰钼钒复合氧化物，Zr:Fe:Mn:Mo:V的摩尔比为0.1:1:1:1:1；
C)余量的ZSM-5分子筛。
本发明通过选取特定的β沸石作为载体，以及选取特定比例的掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物作为活性成分，银和钯作为助催化剂，使得该催化剂产生协同效应，通过选取特定的组分A和组分B，使得该过滤网产生协同效应。将其应用于过滤网夹层，雾霾空气经过所述过滤网之后，PM2.5颗粒能够完全去除，同时室温下即能起到催化作用，将空气中的甲醛、苯等有机物降解称为二氧化碳，并将对人体有害的硫氧化物、氮氧化物催化氧化为较高价态，进而用活性炭吸附，将各种污染物降低至ppm级，有效净化了空气，保护了人员的呼吸系统健康。
具体实施方式
本发明通过下述实施例对本发明的过滤网进行说明。
实施例1
通过浸渍法制备得到催化剂，载体为β沸石，沸石的骨架结构中Si/(Si+Al+P)摩尔比为0.30，所述活性组分为掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物，Ce:V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x:TiO2的摩尔比为0.25:1:2，且所述二氧化钛为锐钛矿晶型，所述活性组分在催化剂中的重量含量为4％，所述x为0.25；
所述助催化剂为银和钯，银与钯的摩尔比为2:5，所述助催化剂在催化剂中的重量含量为1％。
所述活性炭层包括如下组合物：
A)10％的纳米TiO2负载的钴铈锌钾复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Co:Ce:Zn:K为1:0.1:0.1:0.1:0.1；
B)5％的锆掺杂的铁锰钼钒复合氧化物，Zr:Fe:Mn:Mo:V的摩尔比为0.1:1:1:1:1；
C)余量的ZSM-5分子筛。
所述过滤网包括边框，边框内固定有至少6层网状结构，所述网状结构从内到外顺序叠加有金属丝网支撑层、多孔纤维层、活性炭层、催化剂层、多孔纤维层和金属丝网支撑层。
在PM2.5为300时测试，将所述污染空气以接近呼吸速度的1米/秒的速度通过所述过滤网，测试经过滤网处理的空气，其PM2.5值为0，有机污染物、氮氧化物和硫氧化物的含量均降到0.01毫克/立方米以下，远远小于GB/T18883-2002规定的室内空气质量标准的要求。
对比例1
组分A含量15％，不含组分B，其余条件不变，PM2.5值为21，氮氧化物和硫氧化物的值均高于0.5毫克/立方米。
对比例2
组分B含量15％，不含组分A，其余条件不变，PM2.5值为18，氮氧化物和硫氧化物的值均高于0.5毫克/立方米。
对比例3
将实施例1的钯替换为Co，其余条件不变，PM2.5值为26，氮氧化物和硫氧化物的值均高于0.5毫克/立方米。
上述实施例及对比例说明，本发明所述过滤网采用的催化剂几种组分之间存在特定的联系，省略或替换其中一种或几种，都不能达到本申请的特定效果，证明其产生了协同效应。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的过滤网，但本发明并不局限于上述过滤网，即不意味着本发明必须依赖上述详细催化剂才能实施所述过滤网。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (5)

1.一种气体用过滤网，所述过滤网包括边框，边框内固定有至少6层网状结构，所述网状结构从内到外顺序叠加有金属丝网支撑层、多孔纤维层、活性炭层、催化剂层、多孔纤维层和金属丝网支撑层；所述催化剂部分由粉状催化剂组成，其包括载体、活性组分和助催化剂，其特征在于，
所述载体为β沸石，沸石的骨架结构中Si/(Si+Al+P)摩尔比为0.30；
所述活性组分为掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物，Ce:V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x:TiO2的摩尔比为0.25:1:2，且所述二氧化钛为锐钛矿晶型，所述活性组分在催化剂中的重量含量为0.3％-10％，所述x为0.1-0.5；
所述助催化剂为银和钯，银与钯的摩尔比为2:5，所述助催化剂在催化剂中的重量含量为0.3％-6％；
所述活性炭层包括如下组合物：
A)10％的纳米TiO2负载的钴铈锌钾复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Co:Ce:Zn:K为1:0.1:0.1:0.1:0.1；
B)5％的锆掺杂的铁锰钼钒复合氧化物，Zr:Fe:Mn:Mo:V的摩尔比为0.1:1:1:1:1；
C)余量的ZSM-5分子筛。
2.如权利要求1所述的过滤网，其特征在于，所述活性组分在催化剂中的重量含量为0.5-％-8％。
3.如权利要求2所述的过滤网，其特征在于，所述活性组分在催化剂中的重量含量为2％-5％。
4.如权利要求1所述的过滤网，其特征在于，所述助催化剂在催化剂中的重量含量为0.5％-5％。
5.如权利要求1所述的过滤网，其特征在于，所述活性组分与助催化剂的重量比为5:1～2:1。
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