CN109647332A - 一种空气净化纳米材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种空气净化纳米材料的制备方法，其步骤如下：（1）按重量份数计称取：三氧化二铁30‑60份、玻璃纤维10‑15份、活性炭40‑50份、氧化锌22‑35份、氧化石墨烯3‑8份、碳酸钙12‑18份、纳米银粉6‑10份和纳米铝粉6‑10作为原材料；（2）将三氧化二铁、玻璃纤维、活性炭、氧化锌和碳酸钙加入研磨装置中进行研磨，得到粒径小于200nm的粉末混合物A；（3）将粉末混合物A与氧化石墨烯、纳米银粉和纳米铝粉混合均匀后得到纳米级混合物B；（4）将纳米级混合物B装入无纺布包中即可得到空气净化纳米材料，对有机污染物有很强的吸附能力，对甲醛、苯等污染物吸附效果明显，能够有效净化空气。

Description

一种空气净化纳米材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米材料的制备方法，特别涉及一种空气净化纳米材料的制备方法。
背景技术
环境污染问题是当今世界关注的三大焦点问题之一。它不仅包括室外的大环 境，还包括与人们生活息息相关、直接涉及人身健康的室内小环境的污染问题。 据美国一项研究表明，室内空气的污染程度要比室外空气严重三至五倍，在特殊 情况下，可达一百倍；室内空气可检出上百种挥发性有机物(VOC)，其中几十种 是致癌物。人的一生大部分的时间是在室内度过的，因此，室内环境空气质量状 况直接关系着人类健康。室内环境污染具有影响范围广、接触时间长、污染物浓 度高、污染物释放周期长等特点，已经成为继煤烟污染和光化学污染之后全球第 三大污染。
现有技术中的空气过滤滤材，虽然能过滤一些有害物质，但是吸附力度并不强，而且不具备杀菌和抗菌的能力，所以防护过滤能力不显著。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种空气净化纳米材料的制备方法，对有机污染物有很强的吸附能力，对甲醛、苯等污染物吸附效果明显，能够有效净化空气。
具体的技术方案如下：
一种空气净化纳米材料的制备方法，其步骤如下：
（1）按重量份数计称取：三氧化二铁30-60份、玻璃纤维10-15份、活性炭40-50份、氧化锌22-35份、氧化石墨烯3-8份、碳酸钙12-18份、纳米银粉6-10份和纳米铝粉6-10作为原材料；
（2）将三氧化二铁、玻璃纤维、活性炭、氧化锌和碳酸钙加入研磨装置中进行研磨，得到粒径小于200nm的粉末混合物A；
（3）将粉末混合物A与氧化石墨烯、纳米银粉和纳米铝粉混合均匀后得到纳米级混合物B；
（4）将纳米级混合物B装入无纺布包中即可得到空气净化纳米材料。
进一步的，纳米银粉的粒径小于150nm。
进一步的，纳米铝粉的粒径小于150nm。
进一步的，氧化石墨烯的粒径小于300nm。
进一步的，步骤（2）中的研磨装置包括圆柱体结构的装置壳体，装置壳体的两端分别设有一个第一支承轴，第一支承轴固定在支撑架上，第一支承轴的底部设有筛网；
第一支承轴中可转动的设有圆柱体结构的外套筒，外套筒的筒壁上设有第一开口，外套筒的两端分别设有一个第二支承轴，第二支承轴穿过第一支承轴设置在外，其中一个第二支承轴上套设第一齿轮，第一齿轮与固定在第一电机上的第二齿轮相啮合，第一电机带动第二齿轮转动，从而实现外套筒在装置壳体中进行转动；
外套筒中设有研磨筒，研磨筒的两端分别设有一个第三支承轴，第三支承轴穿过第二支承轴设置在外，其中一个第三支承轴上固定一个第三齿轮，第三齿轮与固定在第二电机上的第四齿轮相啮合，第三齿轮和第一齿轮分别设置在设备壳体的两侧，第二电机带动第四齿轮转动，从而实现研磨筒在外套筒中进行转动；
外套筒和研磨筒的转动方向相反，外套筒的转速为1r/min，研磨筒的转速为100r/min；
装置壳体的顶部设有进料组件，装置壳体的底部设有承载组件。
进一步的，承载组件包括承载壳体，承载壳体固定在装置壳体的底部、且包覆在筛网的外部；
承载壳体中水平的设有第一丝杠，第一丝杠可转动的固定在承载壳体中，第一丝杠的一端穿过承载壳体与第三电机的输出轴相连接；
第一丝杠上通过螺纹配合的套设第一滑块，第一滑块的顶部设有刷毛，刷毛与筛网相接触；
第一滑块上还贯穿的设有多个承载杆，承载杆与第一丝杠平行的固定在承载壳体中；
第三电机带动第一丝杠转动，从而实现第一滑块沿第一丝杠进行往复移动。
进一步的，进料组件包括进料管，进料管的端面为正方形结构，进料管穿过装置壳体与外套管相连通；
进料管相对的两个侧壁上分别设有一个挡板组件；
挡板组件包括内挡板、外推板、挡板固定轴和电动推杆；
挡板固定轴可转动的设置在进料管的侧壁上，内挡板穿过内侧开口固定在挡板固定轴上，外挡板穿过外侧开口与电动推杆相连接；
当外挡板处于水平状态时，两个挡板组件的内挡板相互接触、使进料管处于封闭状态；
当电动推杆推动外挡板向上移动时，两个挡板组件的内挡板相互分离、使进料管处于打开状态。
进一步的，研磨筒上向内凹陷的设有多个第一凹槽，第一凹槽中交替的设有第一研磨条组和第二研磨条组；
第一研磨条组包括多个相互平行设置的第一研磨条，第一研磨条沿着研磨筒的轴向设置；
第二研磨条组包括多个相互平行设置的第二研磨条，第二研磨条沿着研磨筒的径向设置；
第二研磨条的高度大于第一研磨条的高度，第一研磨条的高度大于第一凹槽的深度。
进一步的，第一支承轴与第二支承轴之间、第二支承轴与第三支承轴之间均设有密封滑套。
本发明研磨装置的工作原理为：
（1）电动推杆推动外挡板向上移动，两个挡板组件的内挡板相互分离、使进料管处于打开状态；
（2）通过进料管注入待研磨的物料，同时开启第一电机和第二电机，使外套筒和研磨筒进行反向转动；研磨筒在外套筒中对物料进行研磨；当外套筒的第一开口朝下设置时，经研磨符合粒径要求的物料经过筛网进入承载组件中；若物料的粒径不符合要求，则随着外套筒的转动向上移动直至重新进入外套筒中，通过研磨筒继续进行研磨；
（3）承载壳体用于承载研磨后符合粒径要求的物料，在研磨过程中，第三电机带动第一丝杠转动，从而实现第一滑块沿第一丝杠进行往复移动，通过刷毛清理筛网，防止筛网堵塞；
（4）研磨过程中，电动推杆移动外挡板至水平状态，两个挡板组件的内挡板相互接触、使进料管处于封闭状态，有效防止物料回流。
本发明的有益效果为：
（1）本发明制备得到的空气净化纳米材料使用方便，对有机污染物有很强的吸附能力，对甲醛、苯等污染物吸附效果明显，能够有效净化空气；
（2）本发明的研磨装置结构合理，操作方便，实现原料物料的充分研磨，提高物料的研磨质量以及效率。
附图说明
图1为研磨装置的剖视图。
图2为进料管处于关闭状态的剖视图。
图3为进料管处于打开状态的剖视图。
图4为研磨筒结构图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
装置壳体1、第一支承轴2、支撑架3、筛网4、外套筒5、第一开口6、第二支承轴7、第一齿轮8、第一电机9、第二齿轮10、研磨筒11、第三支承轴12、第三齿轮13、第二电机14、第四齿轮15、进料组件16、承载壳体17、第一丝杠18、第三电机19、第一滑块20、刷毛21、进料管22、挡板组件23、内挡板24、外推板25、挡板固定轴26、电动推杆27、内侧开口28、外侧开口29、第一凹槽30、第一研磨条31、第二研磨条32、密封滑套33。
实施例一
一种空气净化纳米材料的制备方法，其步骤如下：
（1）按重量份数计称取：三氧化二铁45份、玻璃纤维12份、活性炭44份、氧化锌28份、氧化石墨烯6份、碳酸钙15份、纳米银粉8份和纳米铝粉8作为原材料；
（2）将三氧化二铁、玻璃纤维、活性炭、氧化锌和碳酸钙加入研磨装置中进行研磨，得到粒径小于200nm的粉末混合物A；
（3）将粉末混合物A与氧化石墨烯、纳米银粉和纳米铝粉混合均匀后得到纳米级混合物B；
（4）将纳米级混合物B装入无纺布包中即可得到空气净化纳米材料。
进一步的，纳米银粉的粒径小于150nm。
进一步的，纳米铝粉的粒径小于150nm。
进一步的，氧化石墨烯的粒径小于300nm。
进一步的，步骤（2）中的研磨装置包括圆柱体结构的装置壳体1，装置壳体的两端分别设有一个第一支承轴2，第一支承轴固定在支撑架3上，第一支承轴的底部设有筛网4；
第一支承轴中可转动的设有圆柱体结构的外套筒5，外套筒的筒壁上设有第一开口6，外套筒的两端分别设有一个第二支承轴7，第二支承轴穿过第一支承轴设置在外，其中一个第二支承轴上套设第一齿轮8，第一齿轮与固定在第一电机9上的第二齿轮10相啮合，第一电机带动第二齿轮转动，从而实现外套筒在装置壳体中进行转动；
外套筒中设有研磨筒11，研磨筒的两端分别设有一个第三支承轴12，第三支承轴穿过第二支承轴设置在外，其中一个第三支承轴上固定一个第三齿轮13，第三齿轮与固定在第二电机14上的第四齿轮15相啮合，第三齿轮和第一齿轮分别设置在设备壳体的两侧，第二电机带动第四齿轮转动，从而实现研磨筒在外套筒中进行转动；
外套筒和研磨筒的转动方向相反，外套筒的转速为1r/min，研磨筒的转速为100r/min；
装置壳体的顶部设有进料组件16，装置壳体的底部设有承载组件。
进一步的，承载组件包括承载壳体17，承载壳体固定在装置壳体的底部、且包覆在筛网的外部；
承载壳体中水平的设有第一丝杠18，第一丝杠可转动的固定在承载壳体中，第一丝杠的一端穿过承载壳体与第三电机19的输出轴相连接；
第一丝杠上通过螺纹配合的套设第一滑块20，第一滑块的顶部设有刷毛21，刷毛与筛网相接触；
第一滑块上还贯穿的设有多个承载杆，承载杆与第一丝杠平行的固定在承载壳体中；
第三电机带动第一丝杠转动，从而实现第一滑块沿第一丝杠进行往复移动。
进一步的，进料组件包括进料管22，进料管的端面为正方形结构，进料管穿过装置壳体与外套管相连通；
进料管相对的两个侧壁上分别设有一个挡板组件23；
挡板组件包括内挡板24、外推板25、挡板固定轴26和电动推杆27；
挡板固定轴可转动的设置在进料管的侧壁上，内挡板穿过内侧开口28固定在挡板固定轴上，外挡板穿过外侧开口29与电动推杆相连接；
当外挡板处于水平状态时，两个挡板组件的内挡板相互接触、使进料管处于封闭状态；
当电动推杆推动外挡板向上移动时，两个挡板组件的内挡板相互分离、使进料管处于打开状态。
进一步的，研磨筒上向内凹陷的设有多个第一凹槽30，第一凹槽中交替的设有第一研磨条组和第二研磨条组；
第一研磨条组包括多个相互平行设置的第一研磨条31，第一研磨条沿着研磨筒的轴向设置；
第二研磨条组包括多个相互平行设置的第二研磨条32，第二研磨条沿着研磨筒的径向设置；
第二研磨条的高度大于第一研磨条的高度，第一研磨条的高度大于第一凹槽的深度。
进一步的，第一支承轴与第二支承轴之间、第二支承轴与第三支承轴之间均设有密封滑套33。
研磨装置的工作原理为：
（1）电动推杆推动外挡板向上移动，两个挡板组件的内挡板相互分离、使进料管处于打开状态；
（2）通过进料管注入待研磨的物料，同时开启第一电机和第二电机，使外套筒和研磨筒进行反向转动；研磨筒在外套筒中对物料进行研磨；当外套筒的第一开口朝下设置时，经研磨符合粒径要求的物料经过筛网进入承载组件中；若物料的粒径不符合要求，则随着外套筒的转动向上移动直至重新进入外套筒中，通过研磨筒继续进行研磨；
（3）承载壳体用于承载研磨后符合粒径要求的物料，在研磨过程中，第三电机带动第一丝杠转动，从而实现第一滑块沿第一丝杠进行往复移动，通过刷毛清理筛网，防止筛网堵塞；
（4）研磨过程中，电动推杆移动外挡板至水平状态，两个挡板组件的内挡板相互接触、使进料管处于封闭状态，有效防止物料回流。
实施例二
同实施例一所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其不同之处在于：纳米材料的原材料按重量份数计包括：三氧化二铁30份、玻璃纤维10份、活性炭40份、氧化锌22份、氧化石墨烯3份、碳酸钙12份、纳米银粉6份和纳米铝粉6。
实施例三
同实施例一所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其不同之处在于：纳米材料的原材料按重量份数计包括：三氧化二铁60份、玻璃纤维15份、活性炭50份、氧化锌35份、氧化石墨烯8份、碳酸钙18份、纳米银粉10份和纳米铝粉10。

Claims (9)

1.一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，其步骤如下：
（1）按重量份数计称取：三氧化二铁30-60份、玻璃纤维10-15份、活性炭40-50份、氧化锌22-35份、氧化石墨烯3-8份、碳酸钙12-18份、纳米银粉6-10份和纳米铝粉6-10作为原材料；
（2）将三氧化二铁、玻璃纤维、活性炭、氧化锌和碳酸钙加入研磨装置中进行研磨，得到粒径小于200nm的粉末混合物A；
（3）将粉末混合物A与氧化石墨烯、纳米银粉和纳米铝粉混合均匀后得到纳米级混合物B；
（4）将纳米级混合物B装入无纺布包中即可得到空气净化纳米材料。
2.如权利要求1所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，纳米银粉的粒径小于150nm。
3.如权利要求1所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，纳米铝粉的粒径小于150nm。
4.如权利要求1所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，氧化石墨烯的粒径小于300nm。
5.如权利要求1所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，步骤（2）中的研磨装置包括圆柱体结构的装置壳体，装置壳体的两端分别设有一个第一支承轴，第一支承轴固定在支撑架上，第一支承轴的底部设有筛网；
第一支承轴中可转动的设有圆柱体结构的外套筒，外套筒的筒壁上设有第一开口，外套筒的两端分别设有一个第二支承轴，第二支承轴穿过第一支承轴设置在外，其中一个第二支承轴上套设第一齿轮，第一齿轮与固定在第一电机上的第二齿轮相啮合，第一电机带动第二齿轮转动，从而实现外套筒在装置壳体中进行转动；
外套筒中设有研磨筒，研磨筒的两端分别设有一个第三支承轴，第三支承轴穿过第二支承轴设置在外，其中一个第三支承轴上固定一个第三齿轮，第三齿轮与固定在第二电机上的第四齿轮相啮合，第三齿轮和第一齿轮分别设置在设备壳体的两侧，第二电机带动第四齿轮转动，从而实现研磨筒在外套筒中进行转动；
外套筒和研磨筒的转动方向相反，外套筒的转速为1r/min，研磨筒的转速为100r/min；
装置壳体的顶部设有进料组件，装置壳体的底部设有承载组件。
6.如权利要求5所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，承载组件包括承载壳体，承载壳体固定在装置壳体的底部、且包覆在筛网的外部；
承载壳体中水平的设有第一丝杠，第一丝杠可转动的固定在承载壳体中，第一丝杠的一端穿过承载壳体与第三电机的输出轴相连接；
第一丝杠上通过螺纹配合的套设第一滑块，第一滑块的顶部设有刷毛，刷毛与筛网相接触；
第一滑块上还贯穿的设有多个承载杆，承载杆与第一丝杠平行的固定在承载壳体中；
第三电机带动第一丝杠转动，从而实现第一滑块沿第一丝杠进行往复移动。
7.如权利要求5所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，进料组件包括进料管，进料管的端面为正方形结构，进料管穿过装置壳体与外套管相连通；
进料管相对的两个侧壁上分别设有一个挡板组件；
挡板组件包括内挡板、外推板、挡板固定轴和电动推杆；
挡板固定轴可转动的设置在进料管的侧壁上，内挡板穿过内侧开口固定在挡板固定轴上，外挡板穿过外侧开口与电动推杆相连接；
当外挡板处于水平状态时，两个挡板组件的内挡板相互接触、使进料管处于封闭状态；
当电动推杆推动外挡板向上移动时，两个挡板组件的内挡板相互分离、使进料管处于打开状态。
8.如权利要求5所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，研磨筒上向内凹陷的设有多个第一凹槽，第一凹槽中交替的设有第一研磨条组和第二研磨条组；
第一研磨条组包括多个相互平行设置的第一研磨条，第一研磨条沿着研磨筒的轴向设置；
第二研磨条组包括多个相互平行设置的第二研磨条，第二研磨条沿着研磨筒的径向设置；
第二研磨条的高度大于第一研磨条的高度，第一研磨条的高度大于第一凹槽的深度。
9.如权利要求5所述的一种空气净化纳米材料的制备方法，其特征为，第一支承轴与第二支承轴之间、第二支承轴与第三支承轴之间均设有密封滑套。
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