CN107149815A - 一种抗菌过滤芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。本发明增加了石墨烯复合无纺布过滤层，能够进一步增强对空气和水中污染物的吸附。同时，氧化石墨烯基无纺布可以有效抑制过滤芯表面和内部细菌、真菌的滋生，消除异味，延长过滤芯的使用时间。且氧化石墨烯的加入不会影响其他吸附物质的吸附。

Description

一种抗菌过滤芯
技术领域
本发明涉及空气过滤技术领域，具体涉及一种抗菌过滤芯，尤其是涉及一种以石墨烯基无纺布包裹活性炭的抗菌过滤芯。
背景技术
室内的空气质量深深影响着人们的身体健康，检测数据显示，当前因房屋装修产生的甲醛、苯、TVOC等污染物已成为了室内空气的主要杀手，另外，厨房油烟、厕所异味、清洁剂的化学释放物，PM 2.5微尘以及花粉、宠物皮屑等也是室内污染物的主要构成部分，关注家人健康呼吸，净化室内空气成为了一件迫不及待的事。在空气净化器中，活性炭被放置在滤网中。这种细小的炭粒体积虽小，可是却有很大的表面积。内部带有丰富的微孔，具有很强的吸附能力。还能与气体和杂质充分接触，将它们吸附，从而起到净化空气的作用。然而，活性炭吸附是一种物理吸附，不具有杀菌作用。同时，吸附住活性炭表面的灰尘，花粉等会滋生细菌和真菌，从而降低活性炭的吸附能力，长时间后会产生异味。
专利CN201520494263.2中公开了一种石墨烯两级滤芯，它包括两级过滤级，第一过滤级内置有活性炭颗粒，第二过滤级内置有石英砂颗粒，所述石英砂颗粒的表面裹有石墨烯薄膜层。所述两级过滤级之间通过无纺布分开；所述第一过滤级靠近进水口，第二过滤级靠近出水口。该专利将石墨烯薄膜层裹在石英砂颗粒上达到进一步过滤的效果，但无法阻止细菌和真菌的滋生，无法有效去除异味，过滤芯的使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种以石墨烯基无纺布包裹活性炭的抗菌过滤芯。该抗菌过滤芯不仅具有超高的粉尘，雾霾等过滤性能，同时具有超长期的杀菌功能，从而可以抑制在过滤吸附的细菌真菌等滋生，有效去除异味的同时，延长过滤芯的使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
优选地，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯。
优选地，所述改性氧化石墨烯采用的改性剂为十八烷基胺(ODA)，3-胺基-丙基三乙氧基硅烷(APTS)，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。其中CTAB改性氧化石墨烯的杀菌效果最好。
所述活性炭包括由石墨烯改性的活性炭。
优选地，所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为以下任一种：
将氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可；或
采用氧化石墨烯纤维制备成石墨烯无纺布。
优选地，所述氧化石墨烯基溶液包括以下重量含量的各组分：
改性氧化石墨烯0.01～2％，活性炭20～30％，粘胶20～25％，去离子水余量。
优选地，所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为：每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
优选地，所述采用氧化石墨烯纤维制备成石墨烯无纺布的具体步骤如下：
S1、石墨烯通过插层剥离制备氧化石墨烯；
S2、氧化石墨烯采用改性剂进行改性，制得改性氧化石墨烯；
S3、改性氧化石墨烯溶解在溶剂中，制得改性氧化石墨烯纺丝液；
S4、改性氧化石墨烯纺丝液与尼龙或涤纶等纤维切片，熔融成型，制得改性氧化石墨烯功能切片；
S5、将改性氧化石墨烯功能切片熔融纺丝制得石墨烯纤维；
S6、石墨烯纤维和粘胶混合加工即制得石墨烯无纺布。
优选地，所述制得的石墨烯无纺布中，改性石墨烯质量含量为0.01～5％。
优选地，所述滤芯形状为锲形折叠，配以硬质外框，构成板型或环形结构。
本发明所述的抗菌过滤芯可用于空气过滤和水过滤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明增加了石墨烯复合无纺布过滤层，能够进一步增强对空气和水中污染物的吸附。同时，氧化石墨烯基无纺布可以有效抑制过滤芯表面和内部细菌、真菌的滋生，消除异味，延长过滤芯的使用时间。且氧化石墨烯的加入不会影响其他吸附物质的吸附。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为：将以下组分和质量百分含量的各组分形成的氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可：十八烷基胺改性氧化石墨烯0.01％、活性炭20％、粘胶25％，余量去离子水。
所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
实施例2
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为：将以下组分和质量百分含量的各组分形成的氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可：3-胺基-丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯1％、活性炭30％、粘胶20％，余量去离子水。
所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
实施例3
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为：将以下组分和质量百分含量的各组分形成的氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可：十六烷基三甲基溴化铵改性氧化石墨烯1％、活性炭30％、粘胶20％，余量去离子水。
所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
实施例4
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为：将以下组分和质量百分含量的各组分形成的氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可：十六烷基三甲基溴化铵改性氧化石墨烯2％、活性炭25％、粘胶22％，余量去离子水。
所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
实施例5
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为：
S1、石墨烯通过插层剥离制备氧化石墨烯；
S2、氧化石墨烯采用改性剂进行改性，制得改性氧化石墨烯；
S3、改性氧化石墨烯溶解在溶剂中，制得改性氧化石墨烯纺丝液；
S4、改性氧化石墨烯纺丝液与尼龙或涤纶等纤维切片，熔融成型，制得改性氧化石墨烯功能切片；
S5、将改性氧化石墨烯功能切片熔融纺丝制得石墨烯纤维；
S6、石墨烯纤维和粘胶混合加工即制得石墨烯无纺布。
所述制得的石墨烯无纺布中，改性氧化石墨烯质量含量为0.01～5％，所述改性剂为十八烷基胺。
实施例6
本实施例提供了一种抗菌过滤芯，其结构与实施例7基本相同，不同之处仅在于：本实施例所述的改性氧化石墨烯，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
对比例1
本对比例提供了一种常规的抗菌过滤芯，其组成仅包括活性炭。
对比例2
本对比例提供了一种抗菌过滤芯，其组成包括活性炭和无纺布，所述活性炭被无纺布包裹，所述无纺布上不含有氧化石墨烯。
对比例3
本对比例提供了一种抗菌过滤芯，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。所述氧化石墨烯为未经改性的氧化石墨烯。
对比例4
本对比例提供了一种抗菌过滤芯，其结构与实施例3基本相同，不同之处仅在于：所述氧化石墨烯基溶液中，活性炭含量为15％。
效果验证：
将各实施例和对比例制得的抗菌过滤芯用于空气过滤效果的测试，所述测试方法为：杀菌测试：AATCC100-2012。其结果如表1所示。
表1
综上所述，本发明增加了石墨烯复合无纺布过滤层，能够进一步增强对空气污染物的吸附。同时，氧化石墨烯基无纺布可以有效抑制过滤芯表面和内部细菌、真菌的滋生，消除异味，延长过滤芯的使用时间。且氧化石墨烯的加入不会影响其他吸附物质的吸附。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗菌过滤芯，其特征在于，包括氧化石墨烯基无纺布和活性炭，所述活性炭被氧化石墨烯基无纺布包裹。
2.根据权利要求1所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯。
3.根据权利要求2所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述改性氧化石墨烯采用的改性剂为十八烷基胺，3-胺基-丙基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲基溴化铵。
4.根据权利要求1所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述活性炭包括由石墨烯改性的活性炭。
5.根据权利要求1-4任一项所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述氧化石墨烯基无纺布的制备方法为以下任一种：
将氧化石墨烯基溶液喷涂到无纺布上即可；或
采用氧化石墨烯纤维制备成石墨烯无纺布。
6.根据权利要求5所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述氧化石墨烯基溶液包括以下重量含量的各组分：
改性氧化石墨烯0.01～2％，活性炭20～30％，粘胶20～25％，去离子水余量。
7.根据权利要求5所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述氧化石墨烯基溶液的喷涂量为：每1m2无纺布上喷涂50～100ml。
8.根据权利要求5所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述采用氧化石墨烯纤维制备成石墨烯无纺布的具体步骤如下：
S1、石墨烯通过插层剥离制备氧化石墨烯；
S2、氧化石墨烯采用改性剂进行改性，制得改性氧化石墨烯；
S3、改性氧化石墨烯溶解在溶剂中，制得改性氧化石墨烯纺丝液；
S4、改性氧化石墨烯纺丝液与尼龙或涤纶等纤维切片，熔融成型，制得改性氧化石墨烯功能切片；
S5、将改性氧化石墨烯功能切片熔融纺丝制得石墨烯纤维；
S6、石墨烯纤维和粘胶混合加工即制得石墨烯无纺布。
9.根据权利要求8所述的抗菌过滤芯，其特征在于，所述制得的石墨烯无纺布中，改性氧化石墨烯质量含量为0.01～5％。
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