CN107149810A - 一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料及其制备方法，涉及环保技术领域，该活性炭空气过滤材料由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭100‑120份、聚丙烯纤维10‑20份、1,3,7,9‑四甲基尿酸2‑3份、聚氧乙烯醚5‑7份、纳米氧化锌6‑8份、聚合氯化铝3‑5份、羟磷灰石5‑8份、碳分子筛7‑8份、木炭5‑7份、甲醇2‑3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3‑7份、2,4‑己二烯酸钾2‑3份、毛竹6‑7份、吸附助剂3‑5份、水适量，其制备方法包括制备吸附助剂、制备混合浆料和混合活化三个步骤，本发明提供的具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，不仅具有良好的过滤效果和透气性，还具有防霾、防毒、杀菌的功能。

Description

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的迅猛发展，现在环境大气污染十分严重，工业废气、汽车尾气、雾霾天气等给人们的身体带来了极大的危害，严重困扰着人类的生活，人们对空气的清新程度有了新的认知，对空气净化能力有了更高的要求。

空气吸附过滤材料能将空气的各种有害颗粒物吸附过滤，防止进入人们的生活环境或工作环境，减少人体肺部对颗粒物等有害物质的吸入，提高人们的生活质量，减少疾病的发生。现有过滤材料主要有蜂窝陶瓷、滤纸、活性炭、钢丝网等，而目前一般工业生产的夹持活性炭无纺布过滤材料大都吸附率比较低，只能去除有机性气体，如甲苯等，无法有效地吸附酸性或碱性或复合型挥发性有害气体，或部分被吸附的臭气仍停留在活性炭空穴内，即使一段时间后会再脱离出来，也不能被去除，所以一般的过滤材料对于空气中臭气的去除率也不高。而高比表面积活性炭具有多孔结构，能吸附各种有机物和无机物，具有吸附容量大、吸附速度快的特点，是一种优质的高效吸附剂，广泛用于食品工业、化学工业和环境保护等各个领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料及其制备方法，使得活性炭空气过滤材料不仅过滤效果好、透气性好，还具有较好的杀菌功能。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：

椰壳活性炭100-120份、聚丙烯纤维10-20份、1,3,7,9-四甲基尿酸2-3份、聚氧乙烯醚5-7份、纳米氧化锌6-8份、聚合氯化铝3-5份、羟磷灰石5-8份、碳分子筛7-8份、木炭5-7份、甲醇2-3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-7份、2,4-己二烯酸钾2-3份、毛竹6-7份、吸附助剂3-5份、水适量。

优选地，所述具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭110份、聚丙烯纤维15份、1,3,7,9-四甲基尿酸2.5份、聚氧乙烯醚6份、纳米氧化锌7份、聚合氯化铝4份、羟磷灰石6份、碳分子筛7.5份、木炭6份、甲醇2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、2,4-己二烯酸钾2.5份、毛竹6份、吸附助剂5份、水适量。

优选地，所述吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石2-4份、五氧化二磷3-5份、海绵铁6-7份、硅胶2-5份、壳聚糖2-3份、硅藻土6-8份、海藻泥7-9份、水适量。

优选地，所述吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石3份、五氧化二磷4份、海绵铁6.5份、硅胶3份、壳聚糖2.5份、硅藻土7份、海藻泥8份、水适量。

优选地，所述椰壳活性炭的粒径为40-60目。

上述具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备吸附助剂：将麦饭石、五氧化二磷、海绵铁、硅胶、壳聚糖和硅藻土粉碎，过40-60目筛，然后加入海藻泥和适量水并搅拌均匀，形成泥状物，再放入300-400℃的炭化炉中炭化2-3h，取出冷却后粉碎成60-80目粉末，最后喷雾干燥即得；

(2)制备混合浆料：将碳分子筛、木炭和毛竹粉碎，然后加入纳米氧化锌、聚合氯化铝、羟磷灰石、2,4-己二烯酸钾和吸附助剂并混合均匀，再边搅拌边加入甲醇、十二烷基二甲基苄基氯化铵和适量水，加热至80-90℃，保温并不断搅拌30-50min后，得到混合浆料；

(3)混合活化：将椰壳活性炭研磨过筛，再与混合浆料、1,3,7,9-四甲基尿酸、聚氧乙烯醚和聚丙烯纤维混合均匀，然后放入反应釜中，在400-500℃下活化1-2h，冷却后即得。

有益效果：

本发明提供了一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，本发明中十二烷基二甲基苄基氯化铵与2,4-己二烯酸钾具有协同杀菌的作用，甲醇能提高十二烷基二甲基苄基氯化铵的表面活性，加强了其与2,4-己二烯酸钾配合后的杀菌效果，使得产品具有较好的杀菌作用；本发明中用聚丙烯纤维对椰壳活性炭颗粒进行复合改性处理，形成稳定的吸附层，其中，聚氧乙烯醚在配合剂1,3,7,9-四甲基尿酸的协同作用下，能增加聚丙烯纤维的表面粗糙度和比表面积，提高了产品的过滤效果和透气性；另外，聚氧乙烯醚还使得产品具有可选择性的去除氢氰酸的特点，1,3,7,9-四甲基尿酸能显著提高产品的吸附量，还能有效去除一氧化碳与多环芳烃，从而增强了产品的过滤性能。

本发明提供的具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，不仅具有良好的过滤效果和透气性，还具有防霾、防毒、杀菌的功能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭100份、聚丙烯纤维20份、1,3,7,9-四甲基尿酸2份、聚氧乙烯醚7份、纳米氧化锌6份、聚合氯化铝5份、羟磷灰石5份、碳分子筛8份、木炭7份、甲醇2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵7份、2,4-己二烯酸钾3份、毛竹6份、吸附助剂5份、水适量。

其中，椰壳活性炭的粒径为40目；吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石2份、五氧化二磷5份、海绵铁6份、硅胶2份、壳聚糖3份、硅藻土8份、海藻泥9份、水适量。

实施例2：

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭110份、聚丙烯纤维15份、1,3,7,9-四甲基尿酸2.5份、聚氧乙烯醚6份、纳米氧化锌7份、聚合氯化铝4份、羟磷灰石6份、碳分子筛7.5份、木炭6份、甲醇2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、2,4-己二烯酸钾2.5份、毛竹6份、吸附助剂5份、水适量。

其中，椰壳活性炭的粒径为50目；吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石3份、五氧化二磷4份、海绵铁6.5份、硅胶3份、壳聚糖2.5份、硅藻土7份、海藻泥8份、水适量。

实施例3：

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭120份、聚丙烯纤维10份、1,3,7,9-四甲基尿酸3份、聚氧乙烯醚5份、纳米氧化锌8份、聚合氯化铝3份、羟磷灰石8份、碳分子筛7份、木炭5份、甲醇3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3份、2,4-己二烯酸钾2份、毛竹7份、吸附助剂3份、水适量。

其中，椰壳活性炭的粒径为60目；吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石4份、五氧化二磷3份、海绵铁7份、硅胶5份、壳聚糖2份、硅藻土6份、海藻泥7份、水适量。

实施例4：

一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭110份、聚丙烯纤维12份、1,3,7,9-四甲基尿酸2份、聚氧乙烯醚5.5份、纳米氧化锌6份、聚合氯化铝4.5份、羟磷灰石6份、碳分子筛7份、木炭6.5份、甲醇2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、2,4-己二烯酸钾2.5份、毛竹6份、吸附助剂5份、水适量。

其中，椰壳活性炭的粒径为60目；吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石2.5份、五氧化二磷3.5份、海绵铁6份、硅胶3份、壳聚糖2份、硅藻土7份、海藻泥9份、水适量。

上述实施例1-4一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备吸附助剂：将麦饭石、五氧化二磷、海绵铁、硅胶、壳聚糖和硅藻土粉碎，过40-60目筛，然后加入海藻泥和适量水并搅拌均匀，形成泥状物，再放入300-400℃的炭化炉中炭化2-3h，取出冷却后粉碎成60-80目粉末，最后喷雾干燥即得；

(2)制备混合浆料：将碳分子筛、木炭和毛竹粉碎，然后加入纳米氧化锌、聚合氯化铝、羟磷灰石、2,4-己二烯酸钾和吸附助剂并混合均匀，再边搅拌边加入甲醇、十二烷基二甲基苄基氯化铵和适量水，加热至80-90℃，保温并不断搅拌30-50min后，得到混合浆料；

(3)混合活化：将椰壳活性炭研磨过筛，再与混合浆料、1,3,7,9-四甲基尿酸、聚氧乙烯醚和聚丙烯纤维混合均匀，然后放入反应釜中，在400-500℃下活化1-2h，冷却后即得。

性能测试：对由实施例1-4一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料所制备的过滤产品进行性能测试，在额定风量下，按照国家标准GB/T14295-93《空气过滤器》进行测试，测试结果如下：

技术指标	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					过滤精度	≥0.5um	≥0.5um	≥0.5um	≥0.5um
过滤效率	≥99.99％	≥99.99％	≥99.99％	≥99.99％
					初阻力	≤220Pa	≤220Pa	≤220Pa	≤220Pa

综上，本发明实施例具有如下有益效果：根据测试结果可以看出，由实施例1-4一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料所制备的过滤产品，在额定风量下，对于≥0.5um的粒子，过滤效率均≥99.99％，初阻力均≤220Pa，因此，本发明提供的具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，具有良好的过滤效果和透气性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭100-120份、聚丙烯纤维10-20份、1,3,7,9-四甲基尿酸2-3份、聚氧乙烯醚5-7份、纳米氧化锌6-8份、聚合氯化铝3-5份、羟磷灰石5-8份、碳分子筛7-8份、木炭5-7份、甲醇2-3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-7份、2,4-己二烯酸钾2-3份、毛竹6-7份、吸附助剂3-5份、水适量。

2.如权利要求1所述的一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：椰壳活性炭110份、聚丙烯纤维15份、1,3,7,9-四甲基尿酸2.5份、聚氧乙烯醚6份、纳米氧化锌7份、聚合氯化铝4份、羟磷灰石6份、碳分子筛7.5份、木炭6份、甲醇2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、2,4-己二烯酸钾2.5份、毛竹6份、吸附助剂5份、水适量。

3.如权利要求1所述的一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，所述吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石2-4份、五氧化二磷3-5份、海绵铁6-7份、硅胶2-5份、壳聚糖2-3份、硅藻土6-8份、海藻泥7-9份、水适量。

4.如权利要求1所述的一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，所述吸附助剂由以下重量份数的原料制成：麦饭石3份、五氧化二磷4份、海绵铁6.5份、硅胶3份、壳聚糖2.5份、硅藻土7份、海藻泥8份、水适量。

5.如权利要求1所述的一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，所述椰壳活性炭的粒径为40-60目。

6.如权利要求1所述的一种具有杀菌作用的活性炭空气过滤材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

(1)制备吸附助剂：将麦饭石、五氧化二磷、海绵铁、硅胶、壳聚糖和硅藻土粉碎，过40-60目筛，然后加入海藻泥和适量水并搅拌均匀，形成泥状物，再放入300-400℃的炭化炉中炭化2-3h，取出冷却后粉碎成60-80目粉末，最后喷雾干燥即得；

(2)制备混合浆料：将碳分子筛、木炭和毛竹粉碎，然后加入纳米氧化锌、聚合氯化铝、羟磷灰石、2,4-己二烯酸钾和吸附助剂并混合均匀，再边搅拌边加入甲醇、十二烷基二甲基苄基氯化铵和适量水，加热至80-90℃，保温并不断搅拌30-50min后，得到混合浆料；

(3)混合活化：将椰壳活性炭研磨过筛，再与混合浆料、1,3,7,9-四甲基尿酸、聚氧乙烯醚和聚丙烯纤维混合均匀，然后放入反应釜中，在400-500℃下活化1-2h，冷却后即得。