CN115011109B - 一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其技术方案包括铂金、活性炭、聚氨酯过滤棉以及ZnO以及沸石，铂金的总占比为0.5‑1.3％，活性炭的总占比为48.3‑82.5％，ZnO的总占比为12.7‑18.4％，沸石的总占比为4.6‑5.3％，通过将ZnO掺入天然沸石结构中成功地提高了过滤棉的光稳定性，将Pt掺杂到ZnO/NZ中能够合理地将ZnO的带隙能量，从而利于电子进行迁移，增加了对物质的净化能力，通过Pt能够在没有阳光的情况下分解空气中的有机化合物，并且在阳光照射时，使得Pt周围的物质得到还原，避免分解的物质包裹住Pt，通过活性炭能够对分解后的小分子物质或杀死的病毒或细菌进行吸收，从而便于ZnO‑Pt/NZ对小分子物质或杀死的病毒或细菌进行协同工作，大大提升了过滤棉的过滤作用。
Description
技术领域
本发明涉及光触媒负离子技术领域，尤其涉及一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法。
背景技术
光触媒滤网(光再生滤网)是将光催化材料沉积在滤材基体上，集高科技光触媒技术、紫外灯、高效过滤系统、颗粒状活性炭、叠层悬浮式滤筒、负离子等多项技术为一体，具有快速分解有毒有害气体、有效各种细菌与霉菌，可迅速有效地改善室内空气质量。
经检索，中国专利号为CN112704957A的发明专利，公开了一种活性炭过滤棉制作方法，其使用了一种活性炭过滤棉制作装置，该活性炭过滤棉制作装置包括支撑板、放置轴、卷绕机构、涂胶机构、落料机构和滚压机构，所述的支撑板前后对称安装，支撑板的前端面上下对称通过轴承安装有放置轴，支撑板的相对面之间从右向左依次设置有涂胶机构、落料机构、滚压机构和卷绕机构，本发明采用的涂胶机构可对过滤棉进行均匀的涂抹活性炭粘附胶液，碾辊将过滤棉上的活性炭粘附胶液进行滚压，使得活性炭粘附胶液均匀的粘附在过滤棉上，同时采用了落料机构将活性炭粉末均匀的撒在带有活性炭粘附胶液的过滤棉上，使得活性炭粉末粘附均匀。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，包括铂金、活性炭、聚氨酯过滤棉以及ZnO以及沸石，铂金的总占比为0.5-1.3％，活性炭的总占比为48.3-82.5％，ZnO的总占比为12.7-18.4％，沸石的总占比为4.6-5.3％。
上述技术方案进一步包括以下步骤：
步骤一：ZnO/NZ制备：通过沸石粉与乙酸锌二水合物进行制备；
步骤二：ZnO/NZ掺杂Pt：在装有200mL含Pt(I)离子溶液0.01mol/L的玻璃烧杯中加入100mgZnO/NZ粉末；
步骤三：对步骤二中制备后的混合物进行搅拌；
步骤四：将玻璃烧杯放置在由磁力搅拌板和UV灯组成的光处理设备，然后将紫外光暴露于玻璃烧杯中的混合物24小时，同时保持150rpm的恒定磁力搅拌速率，形成了ZnO-Pt/NZ材料；
步骤五：将ZnO-Pt/NZ材料添加到活性炭粉末中进行混匀；
步骤六：用聚氨酯过滤棉，切成相对应要求的厚度0.95-1.05m；
步骤七：将切割后的聚氨酯过滤棉浸泡到ZnO-Pt/NZ中，浸泡45-60min；
步骤八：将浸泡后的聚氨酯过滤棉浸放置到挤压机中进行挤压，使得ZnO-Pt/NZ与活性炭均匀的附载在聚氨酯过滤棉上；
步骤九：将挤压后的聚氨酯过滤棉上放置到烤箱中进行烘干。
ZnO制备包括以下步骤：第一步：将0.7g天然沸石粉末分散在250mL圆底烧瓶中的50mL乙酸锌二水合物溶液中；
第二步：将圆底烧杯中的溶液进行回流，使沸石腔中的阳离子与溶液中的Zn2+离子交换形成Zn2+与-NZ；
第三步：将Zn2+与-NZ从滤液中分离出来，然后用去离子水洗涤以去除残留的Zn2+和乙酸根阴离子；
第四步：向Zn2+与-NZ固体中滴加0.1mol/LNaOH溶液直至pH＝12；
第五步：通过磁力搅拌2小时以形成Zn(OH)2/NZ沉淀；
第六步，将Zn(OH)2/NZ在±60℃下干燥过夜，然后煅烧得到ZnO/NZ。
混合物搅拌的时间为10-15min。
乙酸锌二水合物溶液的浓度为0.070mol/L。
圆底烧杯中液体在80℃下回流5小时。
Zn(OH)2/NZ沉淀用去离子水冲洗至pH7，并通过以5000rpm离心30分钟从滤液中分离。
煅烧时的温度为400℃，煅烧时间为3-3.2h。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
本发明中，通过将ZnO掺入天然沸石结构中成功地提高了过滤棉的光稳定性，将Pt掺杂到ZnO/NZ中能够合理地降低ZnO的带隙能量，从而利于电子进行迁移，增加了对物质的净化能力。
本发明中，通过Pt能够在没有阳光的情况下分解空气中的有机化合物，并且在阳光照射时，使得Pt周围的物质得到还原，避免分解的物质包裹住Pt。
本发明中，通过活性炭能够对分解后的小分子物质或杀死的病毒或细菌进行吸收，从而便于ZnO-Pt/NZ对小分子物质或杀死的病毒或细菌进行协同工作，大大提升了过滤棉的过滤作用。
附图说明
图1为本发明提出的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法的流程框图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例一
第一步：将0.7g天然沸石粉末分散在250mL圆底烧瓶中的50mL乙酸锌二水合物溶液中，乙酸锌二水合物溶液的浓度为0.070mol/L；
第二步：将圆底烧杯中的溶液在80℃下进行回流5h，使沸石腔中的阳离子与溶液中的Zn2+离子交换形成Zn2+与-NZ，将Zn2+与-NZ从滤液中分离出来，然后用去离子水洗涤以去除残留的Zn2+和乙酸根阴离子；
第三步：向Zn2+与-NZ固体中滴加0.1mol/LNaOH溶液直至pH＝12；通过磁力搅拌2小时以形成Zn(OH)2/NZ沉淀，Zn(OH)2/NZ沉淀用去离子水冲洗至pH7，并通过以5000rpm离心30分钟从滤液中分离，将Zn(OH)2/NZ在±60℃下干燥过夜，然后在400℃煅烧3-3.2h得到ZnO/NZ。
实施例二
第一步：将0.5g天然沸石粉末分散在250mL圆底烧瓶中的50mL乙酸锌二水合物溶液中，乙酸锌二水合物溶液的浓度为0.070mol/L；
第二步：将圆底烧杯中的溶液在80℃下进行回流5h，使沸石腔中的阳离子与溶液中的Zn2+离子交换形成Zn2+与-NZ，将Zn2+与-NZ从滤液中分离出来，然后用去离子水洗涤以去除残留的Zn2+和乙酸根阴离子；
第三步：向Zn2+与-NZ固体中滴加0.1mol/LNaOH溶液直至pH＝10.5；通过磁力搅拌1小时以形成Zn(OH)2/NZ沉淀，Zn(OH)2/NZ沉淀用去离子水冲洗至pH7，并通过以5000rpm离心30分钟从滤液中分离，将Zn(OH)2/NZ在±60℃下干燥过夜，然后在400℃煅烧3-3.2h得到ZnO/NZ。
实施例三
第一步：将0.5g天然沸石粉末分散在250mL圆底烧瓶中的50mL乙酸锌二水合物溶液中，乙酸锌二水合物溶液的浓度为0.070mol/L；
第二步：将圆底烧杯中的溶液在80℃下进行回流5h，使沸石腔中的阳离子与溶液中的Zn2+离子交换形成Zn2+与-NZ，将Zn2+与-NZ从滤液中分离出来；
第三步：向Zn2+与-NZ固体中滴加0.1mol/LNaOH溶液直至pH＝12；通过磁力搅拌1小时以形成Zn(OH)2/NZ沉淀，Zn(OH)2/NZ沉淀用去离子水冲洗至pH7，并通过以5000rpm离心30分钟从滤液中分离，将Zn(OH)2/NZ在±60℃下干燥过夜，然后在400℃煅烧3-3.2h得到ZnO/NZ。
实施例四
第一步：通过沸石粉与乙酸锌二水合物进行制备，在装有200mL含Pt(I)离子溶液0.01mol/L的玻璃烧杯中加入实施例一中制备的100mgZnO/NZ粉末；
第二步：对制备后的混合物进行搅拌，混合物搅拌的时间为10-15min，将玻璃烧杯放置在由磁力搅拌板和UV灯组成的光处理设备，然后将紫外光暴露于玻璃烧杯中的混合物24小时，同时保持150rpm的恒定磁力搅拌速率，形成了ZnO-Pt/NZ材料；
第三步：将ZnO-Pt/NZ材料添加到活性炭粉末中进行混匀，用聚氨酯过滤棉，切成相对应要求的厚度0.95-1.05m，将切割后的聚氨酯过滤棉浸泡到ZnO-Pt/NZ中，浸泡45-60min；
第四步：将浸泡后的聚氨酯过滤棉浸放置到挤压机中进行挤压，使得ZnO-Pt/NZ与活性炭均匀的附载在聚氨酯过滤棉上，将挤压后的聚氨酯过滤棉上放置到烤箱中进行烘干。
实施例五
第一步：通过沸石粉与乙酸锌二水合物进行制备，在装有200mL含Pt(I)离子溶液0.01mol/L的玻璃烧杯中加入实施例二中制备的100mgZnO/NZ粉末；
第二步：对制备后的混合物进行搅拌，混合物搅拌的时间为10-15min，将玻璃烧杯放置在由磁力搅拌板和UV灯组成的光处理设备，然后将紫外光暴露于玻璃烧杯中的混合物24小时，同时保持150rpm的恒定磁力搅拌速率，形成了ZnO-Pt/NZ材料；
第三步：将ZnO-Pt/NZ材料添加到活性炭粉末中进行混匀，用聚氨酯过滤棉，切成相对应要求的厚度0.95-1.05m，将切割后的聚氨酯过滤棉浸泡到ZnO-Pt/NZ中，浸泡45-60min；
第四步：将浸泡后的聚氨酯过滤棉浸放置到挤压机中进行挤压，使得ZnO-Pt/NZ与活性炭均匀的附载在聚氨酯过滤棉上，将挤压后的聚氨酯过滤棉上放置到烤箱中进行烘干。
实施例六
第一步：通过沸石粉与乙酸锌二水合物进行制备，在装有200mL含Pt(I)离子溶液0.01mol/L的玻璃烧杯中加入实施例三中制备的100mgZnO/NZ粉末；
第二步：对制备后的混合物进行搅拌，混合物搅拌的时间为10-15min，将玻璃烧杯放置在由磁力搅拌板和UV灯组成的光处理设备，然后将紫外光暴露于玻璃烧杯中的混合物24小时，同时保持150rpm的恒定磁力搅拌速率，形成了ZnO-Pt/NZ材料；
第三步：将ZnO-Pt/NZ材料添加到活性炭粉末中进行混匀，用聚氨酯过滤棉，切成相对应要求的厚度0.95-1.05m，将切割后的聚氨酯过滤棉浸泡到ZnO-Pt/NZ中，浸泡45-60min；
第四步：将浸泡后的聚氨酯过滤棉浸放置到挤压机中进行挤压，使得ZnO-Pt/NZ与活性炭均匀的附载在聚氨酯过滤棉上，将挤压后的聚氨酯过滤棉上放置到烤箱中进行烘干。
现在对实施例4-6中的过滤棉进行性能测试，测试的环境为：甲醛(7.29mg/m3)、苯(7.86mg/m3)、细菌(3300菌落数/m3)、乙苯(8.31mg/m3)，在该环境下放入本发明中制备出的净化材料，在相对湿度为95％的环境下，利用紫外气灯照射，除去自然衰减率，测试24h后各种污染物的浓度，测试结果如下表1所示：
(表1)
由上表1可知，本发明实施例四种制备的过滤棉对甲醛、苯、乙苯以及空气中的细菌进行有效的吸附与处理，将ZnO掺入天然沸石结构中成功地提高了过滤棉的光稳定性，将Pt掺杂到ZnO/NZ中能够合理地将ZnO的带隙能量，从而利于电子进行迁移，增加了对物质的净化能力，Pt能够在没有阳光的情况下分解空气中的有机化合物，并且在阳光照射时，使得Pt周围的物质得到还原，避免分解的物质包裹住Pt；
并且活性炭能够对分解后的小分子物质或杀死的病毒或细菌进行吸收，吸收的小分子物质或杀死的病毒或细菌能够通过ZnO-Pt/NZ进行协同，促进了过滤棉的过滤作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，包括铂金、活性炭、聚氨酯过滤棉以及ZnO以及沸石，铂金的总占比为0.5-1.3％，活性炭的总占比为48.3-82.5％，ZnO的总占比为12.7-18.4％，沸石的总占比为4.6-5.3％；
制备方法如下所述：
步骤一：ZnO/NZ制备：通过沸石粉与乙酸锌二水合物进行制备，ZnO/NZ制备包括以下步骤：
第一步：将0.7g天然沸石粉末分散在250mL圆底烧瓶中的50mL乙酸锌二水合物溶液中；
第二步：将圆底烧杯中的溶液进行回流，使沸石腔中的阳离子与溶液中的Zn2+离子交换形成Zn2+与-NZ；
第三步：将Zn2+与-NZ从滤液中分离出来，然后用去离子水洗涤以去除残留的Zn2+和乙酸根阴离子；
第四步：向Zn2+与-NZ固体中滴加0.1mol/LNaOH溶液直至pH＝12；
第五步：通过磁力搅拌2小时以形成Zn(OH)2/NZ沉淀；
第六步，将Zn(OH)2/NZ在±60℃下干燥过夜，然后煅烧得到ZnO/NZ；
步骤二：ZnO/NZ掺杂Pt：在装有200mL含Pt(I)离子溶液0.01mol/L的玻璃烧杯中加入100mgZnO/NZ粉末；
步骤三：对步骤二中制备后的混合物进行搅拌；
步骤四：将玻璃烧杯放置在由磁力搅拌板和UV灯组成的光处理设备，然后将紫外光暴露于玻璃烧杯中的混合物24小时，同时保持150rpm的恒定磁力搅拌速率，形成了ZnO-Pt/NZ材料；
步骤五：将ZnO-Pt/NZ材料添加到活性炭粉末中进行混匀；
步骤六：用聚氨酯过滤棉，切成相对应要求的厚度0.95-1.05m；
步骤七：将切割后的聚氨酯过滤棉浸泡到ZnO-Pt/NZ中，浸泡45-60min；
步骤八：将浸泡后的聚氨酯过滤棉浸放置到挤压机中进行挤压，使得ZnO-Pt/NZ与活性炭均匀的附载在聚氨酯过滤棉上；
步骤九：将挤压后的聚氨酯过滤棉上放置到烤箱中进行烘干。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，混合物搅拌的时间为10-15min。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，乙酸锌二水合物溶液的浓度为0.070mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，圆底烧杯中液体在80℃下回流5小时。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，Zn(OH)2/NZ沉淀用去离子水冲洗至pH7，并通过以5000rpm离心30分钟从滤液中分离。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌的铂金光触媒负离子活性炭过滤棉的制备方法，其特征在于，煅烧时的温度为400℃，煅烧时间为3-3.2h。
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