CN106310979A - 一种用于治理挥发性有机物的过滤膜 - Google Patents

一种用于治理挥发性有机物的过滤膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石40‑80份、石英30‑50份、硅酸钠10‑20份、活性炭16‑24份、沸石10‑15份、硅藻土8‑12份、碳纤维6‑10份、玻璃纤维2‑3份、催化剂0.4‑0.6份、交联剂0.5‑0.8份、增粘剂0.3‑0.5份、增塑剂0.8‑1.5份、增韧剂0.9‑1.6份、稳定剂0.4‑0.6份。本发明的用于治理挥发性有机物的过滤膜中富含活性炭、硅藻土、沸石等可以直接吸收VOCs等有毒气体，具有永久性使用，耐高温高压，耐腐蚀，吸收效率高，抗震性能好，制备成本低的特点。

Description

一种用于治理挥发性有机物的过滤膜
【技术领域】
本发明属于膜材料制备技术领域，具体涉及一种用于治理挥发性有机物的过滤膜。
【背景技术】
VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。VOCs是挥发性有机化合物的英文简称，通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOCs。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。当房间里VOCs达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。
我们居室中的VOCs主要来源于乳胶漆、墙纸、地面、绝热材料、粘结剂、涂料等装修材料。中国的《室内装饰装修材料有害物含量》规定：墙面漆中的VOCs含量须≤200克/升；环境标志认证标准也要求墙面漆除水后的VOCs含量要≤80克/升；发达国家的标准则更严苛，如欧盟标准中墙面漆的VOCs含量须≤75克/升。
随着经济快速发展，现在挥发性有机物VOCs产生量大，各种装修家居，室内以及不同的方式产生了许多的挥发性有机物，对人体危害大，不易察觉。然而现有技术难于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化学法治理VOCs也会产生二次污染等问题，使得方法复杂而难于达到高效简便地治理VOCs，此外还存在着处理成本高的问题。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，以解决现有技术难于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化学法治理VOCs也会产生二次污染，以及处理成本高等问题。本发明的用于治理挥发性有机物的过滤膜中富含活性炭、硅藻土、沸石等可以直接吸收VOCs等有毒气体，具有永久性使用，耐高温高压，耐腐蚀，吸收效率高，抗震性能好，制备成本低的特点。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于过滤吸收挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石40-80份、石英30-50份、硅酸钠10-20份、活性炭16-24份、沸石10-15份、硅藻土8-12份、碳纤维6-10份、玻璃纤维2-3份、催化剂0.4-0.6份、交联剂0.5-0.8份、增粘剂0.3-0.5份、增塑剂0.8-1.5份、增韧剂0.9-1.6份、稳定剂0.4-0.6份；
所述用于过滤吸收挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量≤1.8％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为400-800r/min下粉碎2-3h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.1-0.3nm，打印层厚为0.15-0.25nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀的孔径的用于治理挥发性有机物的过滤膜。
优选地，所述催化剂包括辛酸亚锡。
优选地，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
优选地，所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷。
优选地，所述增塑剂为柠檬酸酯。
优选地，所述增韧剂为聚丙二烯橡胶。
优选地，所述稳定剂为有机锡稳定剂。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的用于治理挥发性有机物的过滤膜中富含活性炭、硅藻土、沸石等可以直接吸收VOCs等有毒气体，同时有害气体通不过滤膜，滤膜通过压力泵抽气使得气体通过滤膜达到快速主动吸收吸附的效果。
(2)本发明的用于治理挥发性有机物的过滤膜具有永久性使用，耐高温高压，耐腐蚀，吸收效率高，抗震性能好，制备成本低的特点。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述用于治理挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石40-80份、石英30-50份、硅酸钠10-20份、活性炭16-24份、沸石10-15份、硅藻土8-12份、碳纤维6-10份、玻璃纤维2-3份、催化剂0.4-0.6份、交联剂0.5-0.8份、增粘剂0.3-0.5份、增塑剂0.8-1.5份、增韧剂0.9-1.6份、稳定剂0.4-0.6份；
所述催化剂包括辛酸亚锡；
所述交联剂为过氧化二异丙苯；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述增塑剂为柠檬酸酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述用于治理挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量≤1.8％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为400-800r/min下粉碎2-3h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.1-0.3nm，打印层厚为0.15-0.25nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀的孔径的用于治理挥发性有机物的过滤膜。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石60份、石英40份、硅酸钠15份、活性炭20份、沸石12份、硅藻土10份、碳纤维8份、玻璃纤维2.6份、催化剂0.5份、交联剂0.78份、增粘剂0.4份、增塑剂1.2份、增韧剂1.3份、稳定剂0.5份；
所述催化剂包括辛酸亚锡；
所述交联剂为过氧化二异丙苯；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述增塑剂为柠檬酸酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述用于过滤吸收挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量为1.8％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为600r/min下粉碎2.5h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.2nm，打印层厚为0.2nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀的孔径的用于过滤吸收挥发性有机物的过滤膜。
实施例2
一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石40份、石英30份、硅酸钠10份、活性炭16份、沸石10份、硅藻土8份、碳纤维6份、玻璃纤维2份、催化剂0.4份、交联剂0.5份、增粘剂0.3份、增塑剂0.8份、增韧剂0.9份、稳定剂0.4份；
所述催化剂包括辛酸亚锡；
所述交联剂为过氧化二异丙苯；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述增塑剂为柠檬酸酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述用于治理挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量为1.6％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为400r/min下粉碎3h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.1nm，打印层厚为0.15nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀的孔径的用于治理挥发性有机物的过滤膜。
实施例3
一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：长石80份、石英50份、硅酸钠20份、活性炭24份、沸石15份、硅藻土12份、碳纤维10份、玻璃纤维3份、催化剂0.6份、交联剂0.8份、增粘剂0.5份、增塑剂1.5份、增韧剂1.6份、稳定剂0.6份；
所述催化剂包括辛酸亚锡；
所述交联剂为过氧化二异丙苯；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述增塑剂为柠檬酸酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述稳定剂为有机锡稳定剂；
所述用于治理挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量为1.4％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为800r/min下粉碎2h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.3nm，打印层厚为0.25nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀的孔径的用于治理挥发性有机物的过滤膜。
对实施例1-3配方制造出来的用于吸收挥发性有机物的过滤膜进行性能检测，结果如表1所示：
表1用于吸收挥发性有机物的过滤膜的性能结果
由表1可知，本发明实施例1-3的用于吸收挥发性有机物的过滤膜具有永久性使用，耐高温高压，耐腐蚀，抗震性能好的特点。
对实施例1-3配方制造出来的用于吸收挥发性有机物的过滤膜进行吸收VOCs实验，结果如表2所示。
表2吸收VOCs实验结果
由表2可知，吸收VOCs效率高，过滤膜含有陶瓷无机成分，处于物理膜方法吸附和直接过滤方式，容易脱洗，不容易堵塞孔径，利用高压反冲洗可以快速洗掉吸收的挥发性有机物VOCs。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：长石40-80份、石英30-50份、硅酸钠10-20份、活性炭16-24份、沸石10-15份、硅藻土8-12份、碳纤维6-10份、玻璃纤维2-3份、催化剂0.4-0.6份、交联剂0.5-0.8份、增粘剂0.3-0.5份、增塑剂0.8-1.5份、增韧剂0.9-1.6份、稳定剂0.4-0.6份；
所述用于过滤吸收挥发性有机物的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干至含水量≤1.8％，再接着将烘干的长石、石英、硅酸钠、活性炭、沸石、硅藻土、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为400-800r/min下粉碎2-3h后过筛子，制得纳米混合粉末；
S2：将步骤S1制得的纳米混合粉末和催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、增韧剂、稳定剂混合均匀，制得混合物；
S3：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.1-0.3nm，打印层厚为0.15-0.25nm，经过铺粉辊铺粉，步骤S1制得的混合物经过激光扫描后瞬间在≥1000℃的激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却，制得均匀孔径的用于过滤挥发性有机物的过滤膜。
2.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述催化剂包括辛酸亚锡。
3.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸酯。
6.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述增韧剂为聚丙二烯橡胶。
7.根据权利要求1所述的用于治理挥发性有机物的过滤膜，其特征在于，所述稳定剂为有机锡稳定剂。
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