CN111467880A - 一种多功能空气过滤材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能空气过滤材料及其制备方法。本发明的多功能空气过滤材料由含有功能助剂的纤维基布和纳米涂层复合得到；所述功能助剂为复合电气石粉，所述纳米涂层为光催化剂层。本发明的制备方法制得的多功能空气过滤材料，具有持续释放负氧离子和静电吸附的双重作用，具备过滤、杀菌、净化、保健等多种功能和高效性。

Description

一种多功能空气过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明属于空气过滤领域，具体涉及一种空气过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种多功能空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

随着建筑结构向节能方向发展，越来越多的建筑呈现封闭状态，空气中含有的大量微细颗粒、病毒、细菌、有害气体等，很容易导致室内空气质量问题。目前，现代建筑一般通过中央空调等新风系统来维持室内空气交换，改善室内空气质量。新风系统一般是由风道和空气过滤材料组成，其中，空气过滤材料是起净化作用的核心，因此，空气过滤材料是决定室内空气质量的关键。

高性能的空气过滤材料应该具备高效的截留能力，但传统的过滤材料单纯依靠机械捕获作用对颗粒、细菌等进行过滤，并不能杀灭细菌，或去除气体有害物；同时还存在高效高阻压或低阻压低效的问题。因此，一些新型的降阻增效的过滤材料，或功能性的过滤材料受到广泛的关注。

CN109316831A公开了一种磁性驻极纤维空气净化过滤材料及制备方法。包括如下制备过程：1）制备铁盐、钴盐和镍盐的金属离子溶液；2）加入到环己烷、正戊醇、十六烷基三甲基溴化铵和草酸的混溶溶液中形成微乳液，煅烧制得磁性纳米线粉末；3）与无机驻极纳米粒子二氧化钛、二氧化硅、极性聚合物加入溶剂中，制成静电纺丝液；4）在无纺布上静电纺丝，制得磁性驻极体纤维空气净化过滤材料。

CN109499184A公开了一种可释放生态负离子的过滤材料及其制备方法，该过滤材料的主体为负载有纳米负离子粉体的高分子材质的空气或水体过滤基材。制备方法包括:1)将负离子粉体、无机分散剂和去离子水混合高速研磨，制得含有纳米负离子粉体的稳定分散液；2)将稳定分散液加入到水性胶粘剂中，高速搅拌并乳化，制得含有纳米负离子粉体的开孔水性胶粘剂乳液；3)采用间隙式点喷流水工艺，对过滤基材进行多次分散点喷流水作业，得到负载有纳米负离子粉体的过滤基材；4)将过滤基材固化处理制得成品。

CN106621571A公开了一种可释放负离子的空气过滤材料及其制备方法。所述的可释放负离子的空气过滤材料，包括基材以及设于基材之上的纳米纤维层，基材为网孔状，纳米纤维层包括纳米纤维、吸水保水物质和负离子功能物质。网孔状负离子过滤材料的制备方法为将高吸水保水性聚合物和负离子功能物质混合配制成溶液后纺丝，或将两者置于不同的储液装置中同时纺丝。

但是，上述新型过滤材料基本上是增加材料的负氧离子作用，或者增强材料的过滤效率，但是，并不能对多种有害物质实现去除，或对有害物质进行降解。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能空气过滤材料及其制备方法，制得的多功能空气过滤材料具有持续释放负氧离子和静电吸附的双重作用，具备过滤、杀菌、净化、保健等多种功能和高效性。

本发明的目的之一在于提供一种多功能空气过滤材料的制备方法，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的多功能空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入稀土金属硝酸盐溶液，搅拌分散均匀，调整pH值，过滤、洗涤、干燥，所得粉体经过煅烧，得到含有稀土金属氧化物的复合电气石粉；

2）将步骤1）制得的所述复合电气石粉与表面改性剂混合，然后加入到溶剂中分散，得到分散乳液；

3）在步骤2）得到的所述分散乳液中加入聚合物，溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的所述静电纺丝液进行静电纺丝，制得纤维基布；

5）将光催化剂加入到粘结剂中，高速搅拌混合均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

需要说明的是，本发明所述的多功能是指过滤材料具备过滤、杀菌、净化、保健等多种功能。

本发明的多功能空气过滤材料，功能助剂复合电气石粉具有持续释放负氧离子和静电吸附的双重作用；将纤维基布与光催化剂结合，赋予材料催化降解净化功能，从而使得该过滤材料具备过滤、杀菌、净化、保健等多种功能和高效性。步骤1）中，所述稀土金属氧化物的质量占所述超细电气石粉的质量的6~10%，例如所述稀土金属氧化物的质量占所述超细电气石粉的质量的6%、7%、8%、9%、10%等，此范围内所得复合电气石性能最佳。

所述复合电气石粉由超细电气石粉和稀土金属硝酸盐制备得到；复合电气石粉以天然矿物为原料，通过离子掺杂改性制得，具有持续释放负氧离子和静电吸附的双重作用。

优选地，为了适应聚合物纺丝的要求，所述超细电气石粉的粒径为≤3μm。

所述稀土金属硝酸盐中的稀土金属为铈、镧、铕、钕、铒和镨中的任意一种，这些稀土金属可以进一步提高电气石负离子释放功能。

步骤1）中，所述煅烧的温度为300~800℃，例如煅烧的温度为300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃等，所述煅烧的时间为2~4h，例如煅烧的时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h等。

步骤2）中，按重量份计，所述复合电气石粉的重量份为2~15份，所述溶剂的重量份为85~98份，所述复合电气石粉与所述溶剂的重量份之和为100份。

优选地，所述溶剂为N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的混合物；所述混合物典型但非限制的组合为N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃的混合物，四氢呋喃、异丙醇的混合物，异丁醇、丙酮的混合物，丙酮、乙醇的混合物，二氯甲烷、二甲基乙酰胺的混合物，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇的混合物，四氢呋喃、异丙醇、异丁醇的混合物，异丁醇、丙酮、乙醇的混合物，二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇的混合物，异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇的混合物，乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮的混合物，四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇的混合物，丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇的混合物，四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷的混合物，异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷的混合物，四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺的混合物，四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物，N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物等。

优选地，所述表面改性剂的质量占所述复合电气石粉质量的0.1~1.5%；例如所述表面改性剂的质量占所述复合电气石粉质量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%等。

其中，表面改性剂可以改善复合电气石在聚合物中的相容性和分散性。优选地，所述表面改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的任意一种或至少两种的混合物。

步骤3）中，按重量份计，所述分散乳液的重量份为80~95份，所述聚合物的重量份为5~20份，所述分散乳液与所述聚合物的重量份之和为100份。

优选地，所述聚合物为聚氯乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯化聚氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚酰胺、聚芳砜、聚醚砜、均苯聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的任意一种或至少两种的混合物。

步骤5）中，按重量份计，所述光催化剂的重量份为1~10份，所述粘结剂的重量份为10~50份，所述水的重量份为40~89份，所述光催化剂、粘结剂和水的重量份之和为100份。

优选地，所述粘结剂为水性聚氨酯粘结剂、水性丙烯酸粘结剂、水性环氧树脂粘结剂、水性乙烯乙酸酯胶黏剂、有机硅粘结剂中的一种或至少两种的混合物。

所述光催化剂层中的光催化剂为二氧化钛、氯氧化铋和氧化锰中的任意一种或至少两种的混合物，此类催化剂具有催化效率高、生产成本低的特点。

步骤5）中，所述的高速搅拌的目的在于使光催化剂和粘结剂混合均匀，具体搅拌速度可以根据实际情况调整，能达到搅拌均匀的目的即可，在此不做特别限定。

作为本发明的优选方案，所述多功能空气过滤材料的制备方法包括如下步骤：

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入稀土金属硝酸盐溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体300~800℃煅烧2~4h，得到稀土金属氧化物质量含量6~10%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的所述复合电气石粉2~15份与表面改性剂在高速搅拌机中机械混合，然后加入到85~98份溶剂中超声分散，得到分散乳液；其中，所述表面改性剂的质量占所述复合电气石粉质量的0.1~1.5%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的所述分散乳液80~95份中加入5~20份聚合物，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的所述静电纺丝液进行静电纺丝，制得纤维基布；

5）按重量份计，将光催化剂1~10份、粘结剂10~50份和水40~89份混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的制备方法得到的多功能空气过滤材料，所述多功能空气过滤材料由含有功能助剂的纤维基布和纳米涂层复合得到；所述功能助剂为复合电气石粉，所述纳米涂层为光催化剂层；所述光催化剂层中的光催化剂为二氧化钛、氯氧化铋和氧化锰中的任意一种或至少两种的混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的多功能空气过滤材料，采用的功能助剂以天然矿物为原料，通过离子掺杂改性制得，具有持续释放负氧离子和静电吸附的双重作用。

（2）本发明的多功能空气过滤材料，将功能助剂与高聚物结合，通过静电纺丝工艺合成为一个整体，不会产生功能材料的损耗，从而具有持续的功效。

（3）本发明的多功能空气过滤材料，将纤维基布与催化剂集合，赋予材料催化降解净化功能，从而使得该过滤材料具备过滤、杀菌、净化、保健等多种功能和高效性，负离子释放量为＞6000个/cm³，PM2.5去除率为＞70%，甲醛去除率＞70%。

附图说明

图1为本发明的多功能空气过滤材料的结构示意图；

附图标记如下：

1-纤维基布；2-复合电气石粉；3-纳米涂层。

具体实施方式

下面结合附图1，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

如图1所示，本发明的一种多功能空气过滤材料，多功能空气过滤材料由含有功能助剂的纤维基布1和纳米涂层3复合得到；功能助剂为复合电气石粉2，所述纳米涂层为光催化剂层。

实施例1

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入硝酸铈溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体600℃煅烧4h，得到二氧化铈质量含量6%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的复合电气石粉10份与乙烯基三乙氧基硅烷在高速搅拌机中机械混合，然后加入到90份丙酮中超声分散，得到分散乳液；其中，乙烯基三乙氧基硅烷的质量占复合电气石粉质量的0.5%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的分散乳液85份中加入15份聚氯乙烯，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的静电纺丝液进行静电纺丝，制得多功能聚氯乙烯纤维基布；

5）按重量份计，将二氧化钛8份、水性聚氨酯粘结剂40份和水52份混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

实施例2

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入硝酸镧溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体500℃煅烧2h，得到二氧化镧质量含量10%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的复合电气石粉15份与3-氨丙基三甲氧基硅烷在高速搅拌机中机械混合，然后加入到85份四氢呋喃中超声分散，得到分散乳液；其中，3-氨丙基三甲氧基硅烷的质量占复合电气石粉质量的1%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的分散乳液90份中加入10份聚氨酯，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的静电纺丝液进行静电纺丝，制得多功能聚氨酯纤维基布；

5）按重量份计，将二氧化钛/氯氧化铋（质量比为100：10）6份、水性聚氨酯粘结剂50份和水44混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

实施例3

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入硝酸钕溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体600℃煅烧3h，得到二氧化钕质量含量6%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的复合电气石粉8份与3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷在高速搅拌机中机械混合，然后加入到92份二甲基甲酰胺中超声分散，得到分散乳液；其中，3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量占复合电气石粉质量的0.5%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的分散乳液90份中加入10份聚酯，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的静电纺丝液进行静电纺丝，制得多功能聚酯纤维基布；

5）按重量份计，将二氧化钛/氧化锰（质量比为100：6）6份、粘结剂30份和水64混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

实施例4

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入硝酸铈溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体600℃煅烧2h，得到二氧化铈质量含量8%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的复合电气石粉12份与γ-氨丙基三乙氧基硅烷在高速搅拌机中机械混合，然后加入到88份二甲基乙酰胺中超声分散，得到分散乳液；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量占复合电气石粉质量的1%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的分散乳液88份中加入12份聚酰胺，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的静电纺丝液进行静电纺丝，制得多功能聚酰胺纤维基布；

5）按重量份计，将氯氧化铋8份、水性环氧树脂粘结剂40份和水52混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

实施例5

本实施例与实施例1的区别之处在于，将复合电气石粉替换为普通市售电气石粉，其他的均与实施例1的相同。

实施例6

本实施例与实施例1的区别之处在于，将光催化剂替换为氧化锌，其他的均与实施例1的相同。

实施例7

本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法的步骤2）中，不添加表面活性剂，其他的均与实施例1的相同。

实施例8

本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法的步骤1）中，煅烧温度100℃，其他的均与实施例1的相同。

实施例9

本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法的步骤1）中，煅烧温度1500℃，其他的均与实施例1的相同。

对比例1

本对比例的过滤材料为市售常规的聚氯乙烯纤维过滤材料。

对比例2

本对比例的一种可释放负离子的空气过滤材料，制备方法如下：将24份尼龙66溶于54份N，N-二甲基甲酰胺中，加入10份聚丙烯酸酯类树脂和12份硅藻土，搅拌20h得到纺丝溶液，调整参数进行静电纺丝，得到可释放负离子的空气过滤材料。

对比例3

本对比例与实施例1的区别之处在于，不含有复合电气石粉，其他的均与实施例1的相同。

对比例4

本对比例与实施例1的区别之处在于，不含有纳米涂层，其他的均与实施例1的相同。

将本发明的实施例1-9与对比例1-4制得的空气过滤材料的指标负离子释放量、PM2.5去除率进行评价测试，评价结果如表1所示。

其中，负离子释放量的测试标准参照GB/T 30128-2013进行，PM2.5去除率的测试标准参照GB/T 14295-2019进行，甲醛去除率测试标准参照QB/T 2761-2006进行。

表1

实施例	负离子释放量，个/cm<sup>3</sup>	PM2.5去除率，%	甲醛去除率，%
				实施例1	8546	80	80
实施例2	10462	90	85
				实施例3	6000	70	75
实施例4	9120	88	70
				实施例5	3260	62	75
实施例6	8265	77	65
				实施例7	-	-	-
实施例8	4200	64	77
				实施例9	8440	77	80
对比例1	0	60	0
				对比例2	3000	80	50
对比例3	0	60	20
				对比例4	8213	75	0

由表1可以看出，实施例1-4所制得的空气过滤材料均有较高的负离子释放量，良好的PM2.5去除和甲醛去除效果。

实施例5采用市售电气石，存在负离子释放不高和静电作用不强的问题，会使制得的空气过滤材料性能偏低。

实施例6采用氧化锌光催化剂，制得的空气过滤材料甲醛净化效果偏低。

实施例7不添加表面改性剂会影响复合电气石在聚合物中的分散性和相容性，使得静电纺丝时难以成型。

实施例8当煅烧温度偏低时，稀土金属氧化物转化不完全，制得的空气过滤材料负离子释放量偏低。

实施例9当煅烧温度偏高时，制得的空气过滤材料性能没有明显变化，如此造成能耗浪费。

对比例1采用普通的聚氯乙烯纤维过滤材料，制得的空气过滤材料只有颗粒物截留作用，没有负离子释放和甲醛净化的效果。

对比例2的可释放负离子的空气过滤材料具有一定的负离子释放功能，但效果偏低，且没有甲醛净化作用。

对比例3不添加复合电气石粉，会使制得的空气过滤材料无法产生负离子释放效果。

对比例4不含有纳米涂层，会使制得的空气过滤材料无法产生甲醛去除作用。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1）将粒径≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入稀土金属硝酸盐溶液，搅拌分散均匀，调整pH值，过滤、洗涤、干燥，所得粉体经过煅烧得到含有稀土金属氧化物的复合电气石粉；

2）将步骤1）制得的所述复合电气石粉与表面改性剂混合，然后加入到溶剂中分散，得到分散乳液；

3）在步骤2）得到的所述分散乳液中加入聚合物，溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的所述静电纺丝液进行静电纺丝，制得纤维基布；

5）将光催化剂、粘结剂和水混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述稀土金属氧化物的质量占所述超细电气石粉的质量的6~10%。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述稀土金属硝酸盐中的稀土金属为铈、镧、铕、钕、铒和镨中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述煅烧的温度为300~800℃，所述煅烧的时间为2~4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，按重量份计，所述复合电气石粉的重量份为2~15份，所述溶剂的重量份为85~98份，所述复合电气石粉与所述溶剂的重量份之和为100份；

所述溶剂为N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、异丙醇、异丁醇、丙酮、乙醇、二氯甲烷、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的混合物；

所述表面改性剂的质量占所述复合电气石粉质量的0.1~1.5%；

所述表面改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的任意一种或至少两种的混合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，按重量份计，所述分散乳液的重量份为80~95份，所述聚合物的重量份为5~20份，所述分散乳液与所述聚合物的重量份之和为100份；

所述聚合物为聚氯乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯化聚氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚酰胺、聚芳砜、聚醚砜、均苯聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的任意一种或至少两种的混合物。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中，按重量份计，所述光催化剂的重量份为1~10份，所述粘结剂的重量份为10~50份，所述水的重量份为40~89份，所述光催化剂、粘结剂和水的重量份之和为100份；

所述粘结剂为水性聚氨酯粘结剂、水性丙烯酸粘结剂、水性环氧树脂粘结剂、水性乙烯乙酸酯胶黏剂、有机硅粘结剂中的一种或至少两种的混合物。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中，所述光催化剂为二氧化钛、氯氧化铋和氧化锰中的任意一种或至少两种的混合物。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1）将粒度≤3μm的超细电气石粉分散到水中，加入稀土金属硝酸盐溶液，搅拌分散均匀，然后滴加氨水溶液调整pH值为8，最后过滤、洗涤、干燥，所得粉体300~800℃煅烧2~4h，得到稀土金属氧化物质量含量6~10%的复合电气石粉；

2）按重量份计，将步骤1）制得的所述复合电气石粉2~15份与表面改性剂在高速搅拌机中机械混合，然后加入到85~98份溶剂中超声分散，得到分散乳液；其中，所述表面改性剂的质量占所述复合电气石粉质量的0.1~1.5%；

3）按重量份计，在步骤2）得到的所述分散乳液80~95份中加入5~20份聚合物，超声振荡溶解，得到静电纺丝液；

4）将步骤3）制得的所述静电纺丝液进行静电纺丝，制得纤维基布；

5）按重量份计，将光催化剂1~10份、粘结剂10~50份和水40~89份混合，高速搅拌均匀，得到含光催化剂的乳液；

6）在步骤4）制得的所述纤维基布上喷涂步骤5）得到的含光催化剂的乳液，烘干固化，得到所述多功能空气过滤材料。

10.一种如权利要求1-9之一所述的制备方法得到的多功能空气过滤材料，其特征在于，所述多功能空气过滤材料由含有功能助剂的纤维基布和纳米涂层复合得到；所述功能助剂为复合电气石粉，所述纳米涂层为光催化剂层；所述光催化剂层中的光催化剂为二氧化钛、氯氧化铋和氧化锰中的任意一种或至少两种的混合物。

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