CN107269430B - 一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器 - Google Patents

一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机动车滤清器技术领域，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：植物纤维浆、聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂。本发明的空气滤清器能够活化空气，增加含氧的分子自由度，从而增加氧气与燃油的接触面积，提高燃烧效率；另，射线作用以及压电效应很产生大量负离子，氧分子捕获负离子从而形成活化的负氧离子，提高燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，降低发动机的能耗与排放，本发明的空气滤清器可安装在空气滤清器常规位置，也可安装在直吸气或循环吸气管道。

Description

一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器
技术领域
本发明涉及机动车滤清器技术领域，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器。
背景技术
发动机在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。空气滤清器装在化油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。
在汽车的千千万万个零部件中，空气滤清器是一个极不起眼的部件，因为它不直接关系到汽车的技术性能，但在汽车的实际使用中，空气滤清器却对汽车（特别是发动机）的使用寿命有极大的影响。一方面，如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有尘埃、颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重；另一方面，如果在使用过程中，长时间不给维护保养，空气滤清器的滤芯就会粘满空气中的灰尘，这不但使过滤能力下降，而且还会妨碍空气的流通，导致混合气过浓而使燃烧不充分，导致严重的积碳现象，降低汽车动机以及增加排量。
因此，通过对空气滤清器进行改进，可以达到改善发动机能耗与排放的目的，但是现有的空气滤清器只能简单地起到过滤作用，改善作用及其有限。
专利申请号为200810202360.4的发明专利公开了一种节省燃油的空气滤清器滤纸，其特点在于将具有远红外发射性质和释放负离子特性的熔体粉末涂布在常规的空气滤清器的滤纸上，利用发射红外功能以及热电效应改善空气质量，提高燃油的燃烧效率。但是微米级别的熔体粉末比表小，空气接触效率低，而且用于施胶剂中还容易发生沉降、团聚等现象，导致熔体粉末在滤纸上分布不均，不仅加工难度大，而且改善空气效果也不明显。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种利用发射红外功能和热电效应能够高效明显地改善燃油燃烧情况的空气滤清器。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 90-100份
聚丙烯酰胺 5-8份
红外功能粉末 10-30份
蒙脱土 5-20份
表面活性剂 1-5份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末；
其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种。
电气石、砭石、麦饭石和锗石均属于具有发射红外功能和热电效应的矿石，用于空气滤清器，红外线能够活化空气，与空气中的水分子团发生共振并使其细微化，增加含氧的分子自由度，从而增加氧气与燃油的接触面积，提高燃烧效率；另，射线作用以及压电效应很产生大量负离子，氧分子捕获负离子从而形成活化的负氧离子，这种被活化的负氧离子与燃油混合后还会降低燃油分子之间的范华德力，提高燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，提高燃油燃烧值，降低发动机的能耗与排放。
但是微米级别的红外矿石比表面积小，与空气的接触效率有效，而且粒径大，基本只能涂覆在滤纸上，然而这就会造成红外矿石分布不均、堵塞滤纸气孔、红外矿石易脱离并且刮擦破坏气管等问题。本发明的关键创造点在于：（1）将纳米红外矿石混入滤纸材料中，结合牢度更高，纳米红外矿石剥离难度高，而且也基本不会影响滤纸的气孔大小，还增加了滤纸的耐破度；（2）利用静电纺丝和碳化技术将比表面积极大的纳米红外矿石嵌于多孔碳纳米纤维（聚合物纺丝碳化后即为多孔碳纳米纤维）中，制得100nm-300nm的红外功能粉末，避免了纳米红外矿石的团聚现象；（3）多孔碳纳米纤维相对红外矿石活性点更多，更容易分散在植物纤维浆内，提高了纳米红外矿石在滤纸的均布性，增加了纳米红外矿石与空气的接触效率；（4）纳米红外矿石也能够活化植物纤维浆中的水分子，增加植物纤维和多孔碳纳米纤维的接枝的活性羟基数目，从而增加红外矿石粉末在植物纤维浆中的相容性和分散性。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为10-100nm。粒径越小，理论而言，表面能就越大，更有利于粒子吸收外来的能量从最低能级的“基态”向上跃迁至较高能级的“激发态”，但是粒径过小，容易造成严重的团聚现象，当粒径小到一定的程度，纳米红外矿石的红外辐射率不能得到很大的提升，为此，综合考虑辐射率、团聚性、表面能，纳米红外矿石的粒径最好为10-100nm，其中，纳米电气石粉优选为26-63nm，纳米砭石粉优选为54-79nm，纳米麦饭石粉优选为44-81nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-7：1-5的比例组成。
纳米电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体，具有较高的负离子产生量和远红外发射率，还具有优良的压电效应，相对纳米砭石粉和纳米麦饭石粉，红外辐射效率更高。纳米砭石粉，是用砭石（学名：泗滨浮石）为原料，以砭石特有红外效应，和所含有超过30种对人体有益的氧化钙、氧化硅、氧化钠等，微量元素铝、铁、镁、磷等及稀土元素铬、锰、镍、铜、钇等，经纳米技术萃取而成的粉末状物质，具有14.5-16.5的远红外辐射、类纳米微晶等物理特性。纳米麦饭石粉是由麦饭石原矿经过筛选，粉碎，分级加工而成的粉末，麦饭石成本较低。
其中，所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为10%-30%，所述聚合物为聚丙烯腈、聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃中的至少一种。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8-10。
其中，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比20-30:50-70:10-20的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
聚（丙烯腈-吡咯）在预氧化过程中发生环化、氧化和脱氢等复杂反应，分子链结构进行改变，生成了具有导电性能的共轭聚吡咯，增强了聚合物的导电性，从而增强纳米红外矿石的热电效应和负离子效应；但是由于预氧化过程是剧烈的结构转变时期，极易产生缺陷，而后续的炭化并不能矫正预氧化稳定化带来的缺陷，反而会逐级放大，导致纳米红外矿石容易脱离碳纳米纤维，而聚（丙烯腈-衣康酸铵）中的共聚单体衣康酸铵有效地降低了聚丙烯腈在预氧化过程的放热峰起始温度和放热量，使放热峰拓宽，有助于控制预氧化过程，减少缺陷的形成，从而增加纳米红外矿石与多孔碳纳米纤维的结合牢度。更为优选地，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比25:60:15的比例组成。
其中，所述步骤（2）中，静电纺丝的纺丝电压为20-35kV，纺丝温度为25-35℃。
其中，所述步骤（3）中，预氧化温度为250-350℃，预氧化时间为2-3h；碳化温度为1000-1200℃，碳化时间为1-3h。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt%-55wt%，所述植物纤维为竹纤维、棉纤维、针叶松木纤维中的至少一种。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
本发明的表面活性剂分别含有单苯环和双苯环结构的双子表面活性剂，苯环结构有助于本发明纳米红外矿石在植物纤维浆中的分散，协同本申请的聚丙烯酰胺增强滤纸的孔隙率。进一步优选地，所述聚丙烯酰胺与表面活性剂的重量比为2-3:1-2， 所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2-3:4-6的比例组成。更进一步优选地，所述双子表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50℃-70℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
本发明中磨浆、抄纸、成型、烘干均属于滤纸制造技术领域的一般技术手段，例如抄纸采用抄纸机，抄纸压力为20-70MPa；成型采用挤压机，挤压压力为300-400KPa；烘干温度为90-120℃。
本发明的红外滤纸可根据生产需求加入粘结剂、抗氧化剂、抑菌剂等功能助剂。
本发明的有益效果：（1）本发明的滤清器作为汽车的空气滤清器能够活化空气，产生大量负氧离子，降低汽车能耗，百公里油耗能降低10%-25%；（2）本发明的滤清器还能有效过滤灰尘，过滤效率高达99%，同时活化燃油，提高燃烧的充分程度，CO、HC、NO等有害气体的排放均得到有效的抑制；（3）本发明的滤清器采用的红外滤纸强度高，抗耗损，使用寿命长，一个滤清器能满足用户1-3年或5000-10000公里的使用需求；（4）本发明的空气滤清器可安装在空气滤清器常规位置，也可安装在直吸气或循环吸气管道。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 95份
聚丙烯酰胺 6.5份
红外功能粉末 20份
蒙脱土 12.5份
表面活性剂 3份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为27.5kV，纺丝温度为30℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为300℃，预氧化时间为2.5h；碳化温度为1100℃，碳化时间为2h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为55nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比11：6：3的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为20%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比25:60:15的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：9。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为47.5wt%，所述植物纤维为针叶松木纤维。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2.5:4.5的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例2
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 90份
聚丙烯酰胺 5份
红外功能粉末 10份
蒙脱土 5份
表面活性剂 1份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为20kV，纺丝温度为25℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为250℃，预氧化时间为2h；碳化温度为1000℃，碳化时间为1h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为100nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10：5：1的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为10%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比30:50: 20的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt%，所述植物纤维为竹纤维。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例3
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 100份
聚丙烯酰胺 8份
红外功能粉末 30份
蒙脱土 20份
表面活性剂 5份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为35kV，纺丝温度为35℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为350℃，预氧化时间为3h；碳化温度为1200℃，碳化时间为3h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为10nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比12：7：5的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为30%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比20: 70:10的比例组成，所述溶剂由N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺按重量比1:1的比例组成。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：10。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为55wt%，所述植物纤维由竹纤维和针叶松木纤维按重量比2:5的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:3的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至70℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例4
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 93份
聚丙烯酰胺 7份
红外功能粉末 25份
蒙脱土 10份
表面活性剂 4份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为30kV，纺丝温度为28℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为330℃，预氧化时间为2.5h；碳化温度为1150℃，碳化时间为2.5h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为70nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比12：5：4的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为25%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比22:65:13的比例组成，所述溶剂由N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃按重量比1:1的比例组成。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：9。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为50wt%，所述植物纤维由棉纤维、针叶松木纤维按重量比1:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比3:4的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至65℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例5
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 92份
聚丙烯酰胺 6份
红外功能粉末 15份
蒙脱土 15份
表面活性剂 2份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为25kV，纺丝温度为27℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为270℃，预氧化时间为2.3h；碳化温度为1050℃，碳化时间为1.5h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为35nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10：5：2的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为15%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比27:55:18的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8.5。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为45wt%，所述植物纤维为竹纤维。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2:5的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至55℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例6
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 95份
聚丙烯酰胺 6份
红外功能粉末 22份
蒙脱土 14份
表面活性剂 4份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为27kV，纺丝温度为31℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末，预氧化温度为320℃，预氧化时间为2.3h；碳化温度为1120℃，碳化时间为2.1h；
其中，所述纳米红外矿石的粒径为16nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比12：6：4的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为22%，所述聚合物为聚丙烯腈，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：9。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为46wt%，所述植物纤维为针叶松木纤维。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
对比例1
一种空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设普通纤维滤纸，所述普通纤维滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 95份
聚丙烯酰胺 6.5份
蒙脱土 12.5份
表面活性剂 3份；
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为47.5wt%，所述植物纤维为针叶松木纤维。
所述普通纤维滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的普通纤维滤纸。
将实施例1-6和对比例1的滤纸分别按照GB/T451.2-2002、GB/T2679.3-1996、GB/T5453-1997、GB/T454-2002、GB/T2679.14进行定量、挺度、透气度、耐破度、孔径进行检测，得到下表。
由上表可知，本申请的红外滤纸较一般纤维滤纸挺度、透气度和耐破度均有很大的提升，证明本申请的红外功能粉末分散均匀，结合牢度高。
将实施例1-6和对比例1的滤清器用于车龄6年以上的汽车中，车辆型号、排放情况、油耗情况见下表，排放情况中，实施例6的检测依据是GB18258-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测试方法（双怠速法及简易工况法）》，实施例2-5和对比例1的检测依据是DB44/592-2009《在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（稳态工况法）》。
由上表可知，本发明的滤清器具有明显改善排放和降低油耗的作用，通过实施例1-6与对比例的对比可知，本发明的红外功能粉末确实能够起到活化空气、提供燃烧效率的作用，具有极大的市场前景。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，其特征在于：所述滤清器本体内按空气流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80％-90％，孔密度为30-50ppi，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：
所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
(1)将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
(2)将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；
(3)将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末；
其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种；
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物的质量百分比浓度为10％-30％，所述聚合物为聚丙烯腈和聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述纳米红外矿石的粒径为10-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉和纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-7：1-5的比例组成。
4.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述聚合物由聚丙烯腈、丙烯腈-吡咯共聚物和丙烯腈-衣康酸铵共聚物按摩尔比20-30:50-70:10-20的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述步骤(2)中，静电纺丝的纺丝电压为20-35kV，纺丝温度为25-35℃。
6.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述步骤(3)中，预氧化温度为250-350℃，预氧化时间为2-3h；碳化温度为1000-1200℃，碳化时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt％-55wt％，所述植物纤维为竹纤维、棉纤维和针叶松木纤维中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述表面活性剂由具有结构式(Ⅰ)烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式(Ⅱ)的季铵型双子表面活性剂组成：
9.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土和表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50℃-70℃混合均匀，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型和烘干，即得所述红外滤纸。
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