CN114452726B - 空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法 - Google Patents

空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法，所述空气净化滤网包括多孔基底、底胶层、催化剂层；所述底胶层至少设置在所述多孔基底的孔道内表面上；所述底胶层远离所述多孔基底的一侧设有催化剂层；所述催化剂层的材料包括锰系氧化物。本发明的空气净化滤网能够在室温条件下，将空气中的有机污染物甲醛高效彻底的分解为二氧化碳和水，不会造成二次污染，且空气净化滤网具有使用寿命长、降解性能无衰减等优点。

Description

空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，具体涉及空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法。
背景技术
目前市场常见的空气净化器都采用物理过滤及吸附的方式，去除空气中的污染物。但其吸附量有限，并不能长久的满足净化要求。
由此，目前的空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
目前用于除甲醛的空气净化器一般采用活性炭，通过活性炭的物理吸附作用来除甲醛，存在吸附量有限、使用寿命短的问题。因此，研发一种可以改善现有技术问题的空气净化滤网、空气净化装置及制备空气净化滤网的方法具有重要意义。
本发明提供一种空气净化滤网，所述空气净化滤网包括多孔基底、底胶层和催化剂层；所述底胶层至少设置在所述多孔基底的孔道内表面上；所述底胶层远离所述多孔基底的一侧设有催化剂层；所述催化剂层的材料包括锰系氧化物。由此，锰系氧化物通过底胶层负载在多孔基底上，空气流经多孔基底的表面或贯穿透过多孔基底时，空气可与锰系氧化物充分的接触，实现催化降解甲醛的目的。本发明的空气净化滤网能够在室温条件下，将空气中的有机污染物甲醛高效彻底的分解为二氧化碳和水，不会造成二次污染，且空气净化滤网具有使用寿命长、降解性能无衰减等优点。
根据本发明的实施例，所述多孔基底为铝蜂窝、纸蜂窝、陶瓷蜂窝的任意一种。由此，多孔基底的设计，可以实现气流中的甲醛与催化剂的充分接触。气流从多孔基底的一侧流入，通过所述多孔基底，从多孔基底的另一侧流出，流出的气流中不含甲醛。
根据本发明的实施例，所述锰系氧化物具有多孔结构。由此，空气可以从锰系氧化物的表面或多孔结构的中间通过，空气与催化剂的有效接触面积大，进而可以高效降解空气中的甲醛。
根据本发明的实施例，所述锰系氧化物包括二氧化锰、锰的多价氧化物的至少一种；所述锰系氧化物的粒径D50为100-500纳米；所述催化剂层的平均厚度为100微米-1000微米。由此，本发明的锰系氧化物可以在常温下实现对甲醛的降解。催化剂层的厚度过小时，催化剂在多孔基底的表面负载不均匀，存在部分多孔基底的表面没有负载催化剂的现象，活性位点的数量少，进而除醛效果较差。催化剂降解甲醛的反应是在催化剂层的表面进行的，催化剂均匀负载时，即催化剂层的平均厚度为100微米-1000微米时，便可达到更优异的除醛效果。如果催化剂层的厚度继续增大，空气净化滤网仍能达到优异的除醛效果，但会增加成本。
根据本发明的实施例，所述底胶层包括第一胶黏剂，所述催化剂层包括第二胶黏剂。所述第一胶黏剂和所述第二胶黏剂不同，所述第一胶黏剂的剥离强度大于所述第二胶黏剂的剥离强度。由此，通过第一胶黏剂与第二胶黏剂，可以将催化剂颗粒牢牢的负载在多孔基底的孔道内表面。
进一步地，所述第二胶黏剂至少位于所述催化剂层靠近所述底胶层的一侧。由此，可以减少催化剂颗粒表面附着的第二胶黏剂的量，提高催化效率。
根据本发明的实施例，所述第一胶黏剂包含聚氨酯胶黏剂。所述第二胶黏剂包括聚丙烯酸胶黏剂。由此，聚丙烯酸胶黏剂可以牢固的粘结在底胶层上，进而使催化剂层中的锰系氧化物牢固的负载在多孔基底上。而且，聚丙烯酸胶黏剂具有干燥后收缩的性质，因此干燥后的催化剂层可以使至少大部分的催化剂颗粒暴露在催化剂层的上方，所述催化剂层的上方是指催化剂层远离底胶层的一侧。
根据本发明的实施例，所述底胶层的厚度为30-50微米。由此，通过底胶层，可以使催化剂层牢度的负载在多孔基底的上方。底胶层的厚度过小时，催化剂层的负载不牢固，底胶层的厚度过大时，存在增加成本的问题，而且还会造成多孔基底的孔道内的间隙过小，影响暴露在空气中的催化剂颗粒的数量，进而影响降解甲醛的效果。
根据本发明的实施例，所述空气净化滤网还包括催化剂固定层，所述催化剂固定层至少位于所述催化剂层的催化剂颗粒之间；所述催化剂固定层包含面胶，所述面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一。所述催化剂固定层能将催化剂层很好的固定住，防止催化剂层的脱落。同时，面胶具有干燥后收缩的性质，因此面胶干燥后会使至少大部分的催化剂颗粒暴露在外，所述催化剂颗粒暴露在外是指催化剂颗粒的表面暴露在远离底胶层的一侧，使催化剂可以与空气中的甲醛接触。也就是说，催化剂固定层不会全部包裹住催化剂颗粒，保证了降解甲醛的效果。
根据本发明的实施方式，所述催化剂固定层的厚度为10-30微米，由此，可以在不影响催化剂的降解效果的前提下，有效的增加了催化剂颗粒的附着力。
进一步地，所述催化剂固定层位于所述催化剂层远离所述底胶层的一侧，所述催化剂固定层包覆所述催化剂颗粒的至少部分表面。由此，可以提高催化剂颗粒在多孔基底上的附着力，有效改善甚至避免掉粉的问题。
进一步地，所述催化剂固定层靠近催化剂颗粒处的厚度大于所述催化剂固定层中远离所述催化剂颗粒处的厚度。由此，可以提高催化剂颗粒在多孔基底上的附着力，避免或改善掉粉的问题。并且催化剂固定层靠近催化剂颗粒处的厚度较大，位于催化剂颗粒之间的催化剂固定层的厚度较小，有利于空气在催化剂颗粒之间流动，提高空气与催化剂颗粒之间的接触面积，提高降解甲醛的效率。
进一步地，所述催化剂固定层至少包覆所述催化剂颗粒的高度的二分之一。由此，可以提高催化剂颗粒在多孔基底上的附着力，有效改善甚至避免掉粉的问题，同时还可以使空气净化滤网具有良好的催化效果。
本发明还提供一种空气净化装置，所述空气净化装置包括风机和前面描述的空气净化滤网。由此，该空气净化装置具有前面描述的空气净化滤网所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该空气净化滤网具有除甲醛效率高、使用寿命长、成本低等优点。
本发明还提供一种制备空气净化滤网的方法，所述方法包括以下步骤，对多孔基底进形预处理，以至少在所述多孔基底的孔道内表面形成底胶层；在所述底胶层远离所述多孔基底的一侧形成催化剂层，所述催化剂层的材料包括锰系氧化物。
根据本发明的实施例，形成所述底胶层包括：配制底胶溶液，将底胶溶液涂覆在多孔基底的孔道内表面并干燥固化，所述底胶溶液包括第一胶黏剂和水；所述第一胶黏剂的固含量为45-50％。由此，底胶溶液可以均匀的涂覆在多孔基底的孔道内表面，进而第一胶黏剂可以均匀的涂覆在多孔基底的孔道内表面。进一步地，所述第一胶黏剂包括聚氨酯胶黏剂。
根据本发明的实施例，形成所述催化剂层包括：配制浆料，所述浆料中包含催化剂，将所述浆料涂覆在所述底胶层上，干燥固化。进一步地，所述浆料中还包含第二胶黏剂和水。进一步地，所述浆料中包含25-40重量份的所述催化剂和6-15重量份的第二胶黏剂。具体地，所述第二胶黏剂的固含量为45-50％。由此，如果催化剂的含量过低，会使活性位点的数量降低，影响空气净化滤网降解甲醛的效率。如果催化剂的含量过高，则浆料中第二胶黏剂的含量相对减少，进而会造成浆料的粘度降低，影响催化剂负载的牢固性。第二胶黏剂的含量过低，会使浆料的粘度降低，影响负载的牢固性。第二胶黏剂的含量过高，过多的第二胶黏剂会包裹在催化剂的表面，使暴露在空气中的催化剂活性位点减少，使空气中的甲醛不能与催化剂表面相接触，进而使降解甲醛的效率降低。
进一步地，所述第二胶黏剂包括聚丙烯酸胶黏剂。
根据本发明的实施例，将所述浆料喷涂在所述底胶层上，所述喷涂的压力为0.4-0.6MPa。由此，喷涂的压力过低，会使负载的牢固度不够。喷涂的压力过高，会对底胶层的冲击力过强，影响表面。
根据本发明的实施例，形成所述催化剂层之后，所述方法还包括至少在催化剂层的催化剂颗粒之间形成催化剂固定层的步骤；具体地，形成所述催化剂固定层包括：将面胶溶液涂覆在所述催化剂层远离所述底胶层的一侧，干燥固化。由此，催化剂固定层可以将催化剂层固定住，防止催化剂层的脱落。
根据本发明的实施例，所述面胶溶液包含面胶和水；所述面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一；具体地，所述面胶的固含量为45-50％；所述面胶溶液的涂覆方式为浸涂；具体地，所述浸涂的时间为3-5s；所述形成催化剂固定层的步骤还包括：在涂覆完成后，去除残余面胶溶液的步骤。由此，去除残余面胶溶液，可以不影响干燥的速度，并且避免了堵孔现象的出现。
本发明还提供一种空气净化装置，所述空气净化装置是根据前文所述的方法制备得到的。由此，该空气净化装置具有前文所述的方法所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。
附图说明
图1是本发明多孔基底的结构示意图；
图2是本发明一个实施方式中空气净化滤网的结构示意图；
图3是本发明另一个实施方式中空气净化滤网的结构示意图；
图4是本发明一个示例中制备空气净化滤网的方法流程图；
图5是本发明另一个示例中制备空气净化滤网的方法流程图。
附图标记
110-多孔基底，120-底胶层，130-催化剂层，131-第二胶黏剂，132-催化剂颗粒，140-催化剂固定层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂未注明生产厂商者，均为可以通过市场购得的常规产品。
目前的空气净化器大多采用物理过滤的方式，来去除空气中的污染物，存在吸附量有限的问题。
为了解决上述技术问题，在本发明的一个方面，本发明提供一种空气净化滤网，空气净化滤网包括多孔基底、底胶层和催化剂层。底胶层至少设置在多孔基底的孔道内表面上，底胶层远离多孔基底的一侧设有催化剂层，催化剂层的材料包括锰系氧化物。由此，通过底胶层可以使催化剂层牢度的负载在多孔基底上，使空气净化滤网在工作甚至受到外力撞击时，例如掉落时，催化剂层仍能牢固的负载在多孔基底上，保证了空气净化滤网的使用寿命，并且保持优异的降解甲醛活性。本发明避免了流动的空气对催化剂附着力的影响，当提高空气的流动速率时，催化剂仍能牢固负载的负载在多孔基底上，并且可以对空气中的甲醛进行降解，从而提高了降解甲醛的效率。
根据本发明的实施例，多孔基底为铝蜂窝、纸蜂窝、陶瓷蜂窝的任意一种。由此，如图1所示，多孔基底上设有多个通孔，多个通孔的设计，可以在空气流经多个通孔时便实现对空气中甲醛的降解。具体地，在空气流经多孔基底的表面或贯穿通过多孔基底时，空气净化滤网可以实现催化降解甲醛、净化空气的效果。
根据本发明的实施例，锰系氧化物具有多孔结构。由此，可以提高锰系氧化物的比表面积，提高降解甲醛的效率。
根据本发明的实施例，锰系氧化物包括二氧化锰、锰的多价氧化物的至少一种，锰系氧化物的粒径D50为100-500纳米，例如100纳米、200纳米、300纳米、400纳米或500纳米。催化剂层的平均厚度为100微米-1000微米，例如100微米、200微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米或1000微米。由此，若锰系氧化物的粒径过小，则锰系氧化物颗粒之间容易聚集，并且催化剂颗粒不容易暴露在催化剂层远离底胶层的一侧。若锰系氧化物的粒径D50过大，则锰系氧化物的比表面积过小，催化剂表面与甲醛的接触面积过小，使降解甲醛的效率降低。当锰系氧化物的粒径D50为100-500纳米时，锰系氧化物具有较大的比表面积，同时锰系氧化物之间不易聚集，具有更优异的降解甲醛活性。催化剂层的平均厚度过小，会使催化剂在多孔基底的孔壁内侧分布不均匀，活性位点少，进而使降解甲醛的效率降低。催化剂层的平均厚度过大，会增加成本。当催化剂层的平均厚度为100-1000微米时，催化剂在多孔基底的孔壁内侧分布均匀，至少大部分的催化剂颗粒暴露在催化剂层远离底胶层的一侧，催化剂与气流中甲醛的接触面积较大，可以进一步提高降解甲醛的效率。
需要说明的是，锰的多价氧化物是指锰的氧化物Mnx'O'y，其中锰的价态可以包括一种、两种或更多种，例如锰的多价氧化物中锰的价态包括但不限于Mn2+、Mn3+、Mn4+、Mn5+、Mn6+、Mn7+中的至少之一。
根据本发明的实施例，底胶层包括第一胶黏剂，催化剂层包括第二胶黏剂。第一胶黏剂和第二胶黏剂不同，第一胶黏剂的剥离强度大于第二胶黏剂。由此，通过第一胶黏剂和第二胶黏剂，可以使催化剂颗粒牢固的负载在多孔基底上。
根据本发明的实施例，第一胶黏剂包含聚氨酯胶黏剂，底胶层的厚度为30-50微米，例如30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。由此，底胶层可以牢固的粘结在多孔基底的孔壁内侧。若底胶层的厚度过小，则存在粘结不牢固的问题。若底胶层的厚度过大，会造成多孔基底孔隙的直径变小，暴露在空气中的催化剂有效比表面积则相应的减小。同时在风量不变的情况下，空气的穿过速度增加，减少了空气与催化剂表面的接触时间，导致最终空气净化的效率下降，同时还存在增加成本的问题。
根据本发明的实施例，第二胶黏剂包括聚丙烯酸胶黏剂。由此，第二胶黏剂可以使催化剂层牢度的粘结在底胶层上。并且，第二胶黏剂具有固化后收缩的性质，由此固化后的第二胶黏剂不会全部包裹催化剂颗粒，可以使至少大部分的催化剂颗粒的表面暴露在催化剂层远离底胶层的一侧。
进一步地，第二胶黏剂至少位于催化剂层靠近底胶层的一侧。由此，可以减少第二胶黏剂在催化剂颗粒的多孔结构内的填充，有利于提高催化效率。
根据本发明的实施例，空气净化滤网还包括催化剂固定层，催化剂固定层至少位于催化剂层的催化剂颗粒之间。催化剂固定层包含面胶，面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一。由此，催化剂固定层可以对催化剂颗粒进行进一步的固定，有效改善甚至防止了催化剂掉粉的问题。具体地，催化剂固定层可以使催化剂层的催化剂颗粒之间紧密粘结，同时使催化剂与催化剂层中的第二胶黏剂紧密粘结，使催化剂更牢固的负载到多孔基底上。而且，本发明的面胶具有干燥后收缩的性质，因此干燥后的面胶不会将催化剂颗粒全部包裹，可以使至少大部分的催化剂颗粒暴露在远离底胶层的一侧。也就是说，至少大部分的活性位点暴露在外，催化剂颗粒可以与空气中的甲醛相接触，不影响催化剂的催化活性。
根据本发明的实施方式，催化剂固定层的厚度为10-30微米，例如10微米、15微米、20微米、25微米或30微米。由此，可以在不影响催化效果的前提下，提高催化剂颗粒与多孔基底的附着力，有效改善甚至防止了掉粉的问题。
进一步地，催化剂固定层位于催化剂层远离底胶层的一侧，催化剂固定层包覆催化剂颗粒的至少部分表面。由此，可以提高催化剂颗粒在多孔基底上的附着力，改善甚至避免掉粉的问题。
进一步地，催化剂固定层靠近催化剂颗粒处的厚度大于催化剂固定层中远离催化剂颗粒处的厚度。由此，催化剂固定层在靠近催化剂颗粒处的厚度较大，催化剂固定层在催化剂颗粒之间位置处的厚度较小，催化剂固定层的结构有利于空气的流动，可以提高空气与催化剂之间的接触面积，提高催化效率。
任选地，催化剂固定层至少包覆催化剂颗粒的高度的二分之一。由此，可以提高催化剂颗粒与多孔基底的附着力，改善甚至避免掉粉的问题，提高催化效率。
在本发明的一个实施方式中，如图2所示，空气净化滤网包括多孔基底110和依次设置在多孔基底110上方的底胶层120、催化剂层130。
在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，第二胶黏剂131和催化剂颗粒132均位于底胶层120的上方，催化剂固定层140位于催化剂颗粒132之间，且催化剂固定层140位于第二胶黏剂131的上方。需要说明的是，图3仅是空气净化滤网的一个实施方式的示意图，但不限于此。具体地，第二胶黏剂131还可以位于催化剂颗粒132之间，或者一部分的第二胶黏剂131位于催化剂颗粒132的下方，另一部分的第二胶黏剂131位于催化剂颗粒132之间。
本发明还提供一种空气净化装置，空气净化装置包括风机和前面描述的空气净化滤网。由此，该空气净化装置具有前面描述的空气净化滤网所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。
本发明还提供一种制备空气净化滤网的方法，如图4所示，在本发明的一个实施方式中，方法包括以下步骤：
S100、对多孔基底进形预处理，以至少在多孔基底的孔道内表面形成底胶层。
根据本发明的实施例，形成底胶层包括：配制底胶溶液，将底胶溶液涂覆在多孔基底的孔道内表面并干燥固化，底胶溶液包括第一胶黏剂和水。具体地，第一胶黏剂的固含量为45-50％。第一胶黏剂的黏度较大，向其中加水配制形成的底胶溶液的黏度较小，更容易涂覆。底胶溶液可以通过喷涂的方式涂覆到多孔基底上。本发明对第一胶黏剂与水的质量比不作限制，只要形成的底胶溶液的黏度不太大，方便涂覆即可。当第一胶黏剂与水的质量比较小，即底胶溶液中第一胶黏剂的含量较少时，可以增加涂覆时间和/或涂覆次数，当第一胶黏剂与水的质量比较大，即底胶溶液中第一胶黏剂的含量较多时，可以减少涂覆时间和/或涂覆次数，只要能使干燥后的底胶层厚度达到30-50微米即可。例如，第一胶黏剂与水的质量比可以为1:1，但不限于此。步骤S100还包括在第一胶黏剂与水混合之后，进行搅拌的步骤，搅拌的转速可以为1000-1500转/分钟，搅拌的时间可以为5分钟，搅拌所使用的仪器可以为高速搅拌机。示例性的，该第一胶黏剂包括但不限于聚氨酯胶黏剂。该方法还包括在涂覆之后进行干燥的步骤，干燥的温度可以为90-120℃，干燥的时间可以为30-60min。由此，可以使底胶溶液中的溶剂完全挥发，多孔基底表面彻底干燥。
S200、在底胶层远离多孔基底的一侧形成催化剂层，催化剂层的材料包括锰系氧化物。该制备方法得到的空气净化滤网具有前面描述的空气净化滤网的所有定义。
根据本发明的实施例，形成催化剂层包括：配制浆料，浆料中包含催化剂、第二胶黏剂和水，将浆料涂覆在底胶层上，干燥固化。具体地，浆料中包含25-40重量份的催化剂和6-15重量份的第二胶黏剂。具体地，第二胶黏剂的固含量为45-50％。步骤S200还包括在第二胶黏剂、催化剂与水混合之后，进行搅拌的步骤，混合可以是先将催化剂与水混合，形成催化剂分散液，然后再将第二胶黏剂加到催化剂分散液中，搅拌的转速可以为1000-1600转/分钟，例如1000转/分钟、1500转/分钟、1600转/分钟，搅拌的时间可以为5-300分钟，例如5分钟、100分钟、150分钟、200分钟、250分钟、300分钟。搅拌之后，取少量浆料于烧杯中观察，目测无明显成团物料存在即可进行下一步操作。通过步骤S200，第二胶黏剂可以使催化剂层牢固的粘结在底胶层上。如果浆料中催化剂的含量过低，则催化剂层表面暴露的活性位点少，进而使降解甲醛的效率低。若浆料中催化剂的含量过高，则第二胶黏剂的含量相对减少，进而使催化剂层与底胶层之间的粘结不牢固，空气净化滤网防掉粉的性能较差。当催化剂与第二胶黏剂的含量在上述特定的含量下时，得到的浆料的粘度为800-1200cp，可以使催化剂层牢固的粘结在底胶层上，同时可以使足够多的催化剂颗粒暴露在催化剂层远离底胶层的一侧，空气净化滤网具有更优异的降解甲醛效果。示例性的，第二胶黏剂包括但不限于聚丙烯酸胶黏剂。
根据本发明的实施例，将浆料喷涂在底胶层上，喷涂的压力为0.4-0.6MPa。由此，当喷涂的压力过低时，催化剂层与底胶层的粘结不牢固。当喷涂的压力过大时，强冲击力会影响底胶层表面。步骤S200中干燥的温度可以为90-120℃，干燥的时间可以为30min。由此，制备得到的催化剂层彻底干燥。
根据本发明的另一个实施方式，如图5所示，形成催化剂层之后，制备空气净化滤网的方法还包括步骤S300：至少在催化剂层的催化剂颗粒之间形成催化剂固定层。
具体地，形成催化剂固定层包括：将面胶溶液涂覆在催化剂层远离底胶层的一侧，干燥固化。由此，催化剂固定层可以使催化剂层更牢固的负载在多孔基底上。
根据本发明的实施例，面胶溶液包含面胶和水，面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一。示例性的，面胶可以为聚氨酯胶黏剂和聚丙烯酸胶黏剂的至少之一，面胶的固含量为45-50％。示例性的，面胶与水的质量比可以为1:3，但不限于此，本领域技术人员可以根据需求进行调节。步骤S300还包括在面胶与水混合之后，进行搅拌的步骤，搅拌的转速可以为1000-1500转/分钟，搅拌的时间可以为2-8分钟，例如5分钟。进一步地，面胶溶液的涂覆方式可以为浸涂，即将步骤S200得到的涂覆有催化剂层的多孔基底浸入到面胶溶液中，浸涂的时间为3-5s，例如3s、4s或5s。由此，面胶可以使催化剂层中的催化剂颗粒之间紧密粘结，可以使催化剂与催化剂层中的第二胶黏剂紧密粘结，进而使催化剂层牢固的负载在多孔基底上。
根据本发明的实施例，制备催化剂固定层的步骤还包括：在涂覆完成后，去除残余面胶溶液的步骤。例如可以用风机吹掉挂壁的面胶溶液。由此，可以提升干燥的速度，可以避免堵孔的问题。涂覆完成后干燥的温度可以为90-120℃，由此，可以使空气净化滤网的表面彻底干燥。
本发明还提供一种空气净化装置，所述空气净化装置是根据前文所述的方法制备得到的。由此，该空气净化装置具有前文所述的方法所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。
本发明下面所描述的实施例，除非另有说明，所使用的试剂均可以从市场上购得或者可以通过本发明所描述的方法制备而得。
实施例1
S100、选择铝蜂窝作为多孔基底，铝蜂窝网的边长为200x200毫米，铝蜂窝网的厚度为20毫米，蜂窝的边长为1.0毫米，蜂窝铝箔的厚度为0.03毫米。将固含量为45-50％的聚氨酯胶黏剂与纯净水按照1：1的比例混合，高速搅拌机1000-1500转/分钟搅拌5分钟，将聚氨酯胶黏剂溶液通过喷枪喷涂在铝蜂窝表面；喷涂聚氨酯胶黏剂溶液后的蜂窝网在90-120℃的烘箱中热处理30-60min，待溶剂完全挥发，铝蜂窝网表面彻底干燥，固化后在多孔基底的表面形成底胶层，底胶层的厚度为30微米。
S200、催化剂的附载：催化剂为二氧化锰，催化剂的粒径D50为300纳米。配制浆料，将浆料涂覆在所述底胶层上，浆料包含催化剂、聚丙烯酸胶黏剂和水。浆料的配制过程具体为：将催化剂分散在纯净水中，催化剂的含量为30重量份，用高速搅拌机1000-1500转/分钟搅拌5分钟，再加入10重量份的聚丙烯酸胶黏剂，其中聚丙烯酸胶黏剂的固含量为45％。配制的浆料的粘度为1000cp；高速搅拌混合，搅拌速度为1500-1600转/分钟，搅拌300min后，取少量浆料于烧杯中观察，目测无明显成团物料存在即可。将浆料通过喷枪，用0.4-0.6Mpa的压力，均匀的喷到铝蜂窝的孔洞中，负载后的铝蜂窝网在90-120℃的烘箱中干燥处理30min。固化后在底胶层远离多孔基底的一侧形成催化剂层，催化剂层的平均厚度为200微米。
S300、将面胶与水按照1：3的质量比混合，高速搅拌机1000-1500转/分钟搅拌5分钟，混合均匀，形成面胶溶液。其中面胶为聚丙烯酸胶黏剂，面胶的固含量为45％。将负载有催化剂层的多孔基底放在面胶溶液中进行浸泡，浸泡时间为3s。随后用风机吹掉挂壁的面胶溶液后，在90-120℃的烘箱中干燥处理，在催化剂层的催化剂颗粒之间形成催化剂固定层，催化剂固定层的厚度为20微米。
实施例2-12
参照实施例1的方法，在多孔基底的孔道内表面形成底胶层，在底胶层远离多孔基底的一侧形成催化剂层，至少在催化剂层的催化剂颗粒之间形成催化剂固定层。实施例2-12的具体参数详见下表1。
对比例1
参照实施例1的方法制备空气净化滤网，在形成催化剂层的步骤中仅加入聚丙烯酸胶黏剂，不加催化剂。对比例1的具体参数详见下表1。
对比例2
参照实施例1的方法制备空气净化滤网，在形成催化剂层的步骤中仅加催化剂，不加聚丙烯酸胶黏剂。对比例2的具体参数详见下表1。
表1
Figure BDA0002766042250000101
Figure BDA0002766042250000111
性能测试
将实施例1-12和对比例1-2制备得到的空气净化滤网搭载在风量为400m3/h的空气净化器上进行降解甲醛的性能评估。
掉粉性能测试方法：将滤网在1m的高度，滤网面平行地面进行跌落，正反面各跌一次，对比地面上掉粉的情况。
测量实施例1-12和对比例1-2得到的空气净化滤网中的掉粉性、一次过滤效率和24h甲醛累计净化量，测试结果见下表2。
表2
Figure BDA0002766042250000112
Figure BDA0002766042250000121
其中，轻微掉粉是指通过跌落测试，催化剂的掉粉量小于催化剂附载量的0.05％。明显掉粉是指通过跌落测试，催化剂的掉粉量是催化剂附载量的0.1-0.05％。严重掉粉是指通过跌落测试，催化剂的掉粉量大于催化剂附载量的0.1％。不掉粉是指通过跌落测试，催化剂不掉粉。
由表1和表2可知，不负载催化剂的滤网没有除甲醛的效果。在浆料中不加第二胶黏剂，制备的空气净化滤网存在严重掉粉的问题。本发明的空气净化滤网进行了预处理和后处理，得到的空气净化率网可以有效改善掉粉的问题，滤网的甲醛过滤效率和甲醛累计净化量均较高。
本发明空气净化器滤网在室温条件下能够将甲醛彻底的分解为二氧化碳和水，整个过程催化剂不发生损耗，并且除甲醛的效率也不会下降。而且本发明提供的空气净化过滤网属于无耗材部件，可以长久高效的去除甲醛，综合使用成本低。市面是现有的活性炭吸附技术，一般使用3-6个月就要进行更换滤网，滤网的更换频率高，使用成本高；以及其他光触媒催化降解甲醛技术，需要增加紫外光，成本高，并且催化效率非常低。
而本发明的空气净化滤网可以有效改善现有滤网的缺陷，本发明空气净化滤网对甲醛的一次过滤效率和24h甲醛累计净化量均较高，可以高效的降解甲醛。并且本发明的空气净化滤网还具有使用寿命长、操作方便、使用成本低等优点。
以上详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (29)

1.一种空气净化滤网，其特征在于，所述空气净化滤网包括多孔基底、底胶层和催化剂层；
所述底胶层至少设置在所述多孔基底的孔道内表面上；所述底胶层远离所述多孔基底的一侧设有催化剂层；所述催化剂层的材料包括锰系氧化物；
所述底胶层包括第一胶黏剂，所述催化剂层包括第二胶黏剂；
所述第一胶黏剂和所述第二胶黏剂不同，所述第一胶黏剂的剥离强度大于所述第二胶黏剂的剥离强度；
所述第二胶黏剂至少位于所述催化剂层靠近所述底胶层的一侧。
2.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述多孔基底为铝蜂窝、纸蜂窝、陶瓷蜂窝的任意一种。
3.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述锰系氧化物具有多孔结构。
4.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述锰系氧化物包括二氧化锰、锰的多价氧化物的至少一种。
5.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述锰系氧化物的粒径D50为100-500纳米。
6.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂层的平均厚度为100-1000微米。
7.根据权利要求1-6任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述第一胶黏剂包含聚氨酯胶黏剂。
8.根据权利要求1-6任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述第二胶黏剂包含聚丙烯酸胶黏剂。
9.根据权利要求1-6任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述底胶层的厚度为30-50微米。
10.根据权利要求1所述的空气净化滤网，其特征在于，所述空气净化滤网还包括催化剂固定层；所述催化剂固定层至少位于所述催化剂层的催化剂颗粒之间。
11.根据权利要求10所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层包含面胶，所述面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一。
12.根据权利要求10所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层的厚度为10-30微米。
13.根据权利要求10所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层位于所述催化剂层远离所述底胶层的一侧。
14.根据权利要求10-13任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层靠近所述催化剂颗粒处的厚度大于所述催化剂固定层中远离所述催化剂颗粒处的厚度。
15.根据权利要求10-13任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层包覆所述催化剂颗粒的至少部分表面。
16.根据权利要求10-13任一项所述的空气净化滤网，其特征在于，所述催化剂固定层至少包覆所述催化剂颗粒的高度的二分之一。
17.一种制备权利要求1-16任一项所述的空气净化滤网的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对多孔基底进形预处理，以至少在所述多孔基底的孔道内表面形成底胶层；
在所述底胶层远离所述多孔基底的一侧形成催化剂层，所述催化剂层的材料包括锰系氧化物。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，形成所述底胶层包括：
配制底胶溶液，将底胶溶液涂覆在多孔基底的孔道内表面并干燥固化，所述底胶溶液包括第一胶黏剂和水；
所述第一胶黏剂的固含量为45-50%。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一胶黏剂包括聚氨酯胶黏剂。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，形成所述催化剂层包括：
配制浆料，所述浆料中包含催化剂，将所述浆料涂覆在所述底胶层上，干燥固化；
所述浆料中还包含第二胶黏剂和水。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述浆料中包含25-40重量份的所述催化剂和6-15重量份的第二胶黏剂。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二胶黏剂的固含量为45-50%。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二胶黏剂包括聚丙烯酸胶黏剂。
24.根据权利要求20-23任一项所述的方法，其特征在于，将所述浆料喷涂在所述底胶层上，所述喷涂的压力为0.4-0.6MPa。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，形成所述催化剂层之后，所述方法还包括至少在催化剂层的催化剂颗粒之间形成催化剂固定层的步骤；
形成所述催化剂固定层包括：将面胶溶液涂覆在所述催化剂层远离所述底胶层的一侧，干燥固化。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述面胶溶液包含面胶和水；
所述面胶包括第一胶黏剂和第二胶黏剂的至少之一；
所述面胶溶液的涂覆方式为浸涂；
形成所述催化剂固定层的步骤还包括：在涂覆完成后，去除残余面胶溶液的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述面胶的固含量为45-50%。
28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述浸涂的时间为3-5s。
29.一种空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置包括风机和空气净化滤网；
所述空气净化滤网是权利要求1-16任一项所述的空气净化滤网，或者，所述空气净化滤网是根据权利要求17-28任一项所述的方法制备得到。
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