CN204159145U - 用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，它包括滤芯框架（1）和安装在滤芯框架（1）内的芯材，芯材包括位于中间的气凝胶复合材料（2），位于凝胶复合材料（2）上表面和下表面的HEPA高效滤网（3），气凝胶复合材料（2）包括中间的二氧化硅气凝胶（4）和夹在二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的双组分无纺毡（5）。本实用新型提供的空气净化复合滤芯，结构设计合理，可高效的过滤有机污染气体，尤其对二手烟、三手烟污染物具有很好的清除作用，可广泛用于各种空气净化设备，具有重要的环境保护作用和应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滤芯材料，具体涉及一种烟雾净化用滤芯，可应用于室内空气环境净化，尤其可用于清除环境中二手烟、三手烟污染物的复合滤芯。
背景技术
空气净化装置逐渐成为日常生活所必需的设备，滤芯是净化器的核心，滤芯的结构和材质直接影响净化器的效率。现有的滤芯结构和材质，如HEPA滤网型、活性炭填充型、活性炭纤维复合型等只能分别净化空气中的气体、颗粒物和微生物，对空气中混合污染物的净化效果不理想。而专门用于清除空气中的香烟烟雾、二手烟、三手烟等污染物的滤芯材料现有技术还未见有报道。
室内空气污染的主要来源之一是吸烟，二手烟是来自香烟燃烧的支流烟（约占85%）和吸烟者吐出的主流烟（约占15%）的混合烟雾。三手烟的概念比较新，它指吸烟后残留在物体表面和灰尘中的烟雾污染物。二手烟主要为气相中的化学物质，毒性也主要来自气相烟雾。三手烟以吸附在物体表面的化合物为主，其中有些化合物，包括有毒物质如苯等，可以重新释放到空气中。尼古丁是这类污染的主要成分，如果不迅速清除，可以与空气污染物，如臭氧、亚硝酸等反应形成二代有毒物质，包括致癌物。
现有的空气净化用滤芯主要有HEPA滤网型和活性炭填充型。HEPA滤网能够有效过滤空气中灰尘、细颗粒物以及细菌等污染物，但无法清除污染气体。活性炭滤芯能够有效地吸附和过滤空气中的污染气体，但其表面易被空气中粉尘、颗粒物覆盖，同时容易吸附空气中的水蒸气、二氧化碳等气体，从而降低吸附性能，影响滤芯的过滤效率及使用寿命。因此，无论是HEPA高效滤网还是活性炭滤芯，都无法快速、有效、彻底地清除二手烟和三手烟所带来的污染。
因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发一种具有很好的净化空气中污染物，如二手烟和三手烟污染物的复合滤芯材料。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，吸附效率高、使用寿命长，可清除空气中各种污染物，尤其能够有效清除二手烟、三手烟等烟雾污染物的空气净化用复合滤芯。
技术方案：为了实现以上目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，它包括滤芯框架和安装在滤芯框架内的芯材，所述的芯材包括位于中间的气凝胶复合材料，位于凝胶复合材料上表面和下表面的HEPA高效滤网，所述的气凝胶复合材料包括中间的二氧化硅气凝胶和夹在二氧化硅气凝胶上、下表面的无纺毡。
作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的气凝胶复合材料包括2层二氧化硅气凝胶和夹在2层二氧化硅气凝胶上、下表面的3层无纺毡。所述的无纺毡为双组分无纺毡。
作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的二氧化硅气凝胶中气凝胶可选用粉末状或者颗粒状；本空气净化复合滤芯所用气凝胶为颗粒状气凝胶，粒径为20～100目，比表面积为200~1000m2/g，孔径为1~100nm。
作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的双组分无纺毡的面密度为30~600g/m2，厚度为1~10mm。
作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的HEPA高效滤网呈褶叠状，从而增加吸附面积。
作为优选方案，以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的滤芯框架包括框架底座和安装在框架底座上的两个网状支架，所述网状支架的孔径为20 ~40 目。所述的网状支架的材质为金属或高分子材料。网状支架可为四方形，支架上网络格局纵横交错，形成较大空气过滤孔，减少风阻，还可为HEPA滤网和气凝胶复合材料提供框架支撑。
本实用新型所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，用途广泛，可广泛用于空气净化器滤芯、空调滤芯、新风系统滤芯、汽车空调滤清器以及其他类似的气体过滤装置和设备。
本实用新型提供的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其中二氧化硅气凝胶具有高效吸附性和吸附特异性，可以很快清除空气中的气体污染物，包括二手烟、三手烟中的尼古丁、醛类、苯类等粘性或气相物质，从而实现净化空气、降低吸烟危害的目的。为研究二氧化硅气凝胶材料对二手烟、三手烟中常见化合物的吸附能力，本实用新型以尼古丁、甲醛、苯等作为目标物，以活性炭作对比，考察两种吸附材料对目标物的吸附性能，结果显示，气凝胶材料对目标物的吸附性能是活性炭的5-7倍。
本实用新型芯材由HEPA高效滤网和气凝胶复合材料组成。HEPA高效滤网呈褶叠状，该过滤网对于0.1-0.3um的细颗粒物，过滤效率高达97%-99.99%。气凝胶复合材料为三层双组分无纺毡夹两层颗粒状二氧化硅气凝胶。HEPA高效滤网和气凝胶复合材料位于网状支架中间，气凝胶复合材料居中，两侧覆盖有HEPA高效滤网。HEPA高效滤网和气凝胶复合材料可充填于各种形状的支架或者支架隔层中。本实用新型采用褶叠状HEPA高效滤网置于气凝胶复合材料两侧，当空气经过第一层滤网时，首先能有效地除去空气中粉尘、细颗粒物及细菌，同时避免这些污染物进入内层，附着在气凝胶复合材料表面，降低其吸附性能。当气体穿透气凝胶复合材料后，经过第二层HEPA滤网，气体中未清除的残留物及通过气凝胶过滤层所带出的细小二氧化硅气凝胶颗粒被阻拦吸附，从而确保空气净化完全。
作为优选方案，本实用新型采用三层双组分无纺毡夹两层二氧化硅气凝胶作为内置芯材，可增大二氧化硅气凝胶的吸附面积，增强吸附效果，延长使用寿命，同时拓宽应用领域。二氧化硅气凝胶材料对多种有机气体如苯、甲苯、甲醛、四氯化碳等以及气化的尼古丁的吸附能力是活性炭及活性炭纤维的数倍。其结果如下表所示：
空气通过该复合材料时，有机污染气体和尼古丁被有效地吸附、过滤。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型提供的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，结构设计合理，应用范围广泛，该复合滤芯包含用于过滤粉尘、细颗粒物及细菌的HEPA高效滤网和用于过滤有机污染气体（包括半挥发性有机物）及空气中尼古丁的内层滤网。内层滤网采用三层双组分无纺毡夹两层二氧化硅气凝胶。本实用新型的香烟烟雾及净化空气的复合滤芯，可解决现有滤芯吸附位点被水分和二氧化碳占据导致吸附效率降低、使用寿命缩短、对空气中二手烟、三手烟污染物无法有效去除等问题。同时HEPA滤网和气凝胶复合材料可以根据需要制成多种形状构造的滤芯，应有于各种需要空气过滤的吸烟场所，能更好更广泛地发挥滤芯的高容量、高吸附特异性的特点，具有重要的环境保护作用和应用前景。
附图说明
图1为本实用新型提供的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯的结构示意图。
图2为本实用新型复合滤芯的结构分解的结构示意图。
图3为本实用新型复合滤芯中气凝胶复合材料的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1至图3所示，一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，它包括滤芯框架（1）和安装在滤芯框架（1）内的芯材，所述的芯材包括位于中间的气凝胶复合材料（2），位于凝胶复合材料（2）上表面和下表面的褶叠状HEPA高效滤网（3），所述的气凝胶复合材料（2）包括中间的二氧化硅气凝胶（4）和夹在二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的无纺毡（5）。
以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的气凝胶复合材料（2）包括2层二氧化硅气凝胶（4）和夹在2层二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的3层无纺毡（5）。二氧化硅气凝胶（4）中气凝胶粒径为20～100目，比表面积为200~1000m2/g，孔径为1~100nm。
所述的无纺毡（5）的面密度为30~600g/m2，厚度为1~10mm。
以上所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，所述的滤芯框架（1）包括框架底座（1-1）和安装在框架底座（1-1）上的两个网状支架（1-2），所述网状支架（1-2）的孔径为20 ~40 目。
本实用新型所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，实际工作原理为：按烟雾的流动顺序，烟雾经过该滤芯时，首先经过第一层HEPA高效滤网（3），将烟雾中的颗粒物有效地阻拦吸附，过滤效率达99.9%以上；随后烟雾经过气凝胶复合材料（2）过滤层，采用物理吸附原理，利用二氧化硅气凝胶（4）的高吸附性和高吸附容量，烟雾中的气体有害物质，例如尼古丁、醛类、苯类、酚类等被吸收；最后气体经过最底层HEPA滤网（3），气体中未清除的残留物及通过气凝胶过滤层所带出的细小二氧化硅气凝胶颗粒被阻拦吸附，净化的气体进入环境中，完成一次空气循环。
本实用新型所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，净化效率高、使用寿命长，特别是对包括二手烟、三手烟的烟雾污染物的去除效率极高，且适用于空气各种形态的净化系统：如净化器滤芯、空调滤芯、新风系统滤芯、汽车空调滤清器以及其他类似的气体过滤装置和设备等。例如在一个有二手烟、三手烟污染的起居环境中，含有本实用新型所述的空气净化复合滤芯的空气净化器，可对烟雾污染物有高效净化作用，为居住者提供一个健康、安全、卫生的生活环境。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：它包括滤芯框架（1）和安装在滤芯框架（1）内的芯材，所述的芯材包括位于中间的气凝胶复合材料（2），位于凝胶复合材料（2）上表面和下表面的HEPA高效滤网（3），所述的气凝胶复合材料（2）包括中间的二氧化硅气凝胶（4）和夹在二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的无纺毡（5）。
2.根据权利要求1所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的气凝胶复合材料（2）包括2层二氧化硅气凝胶（4）和夹在2层二氧化硅气凝胶（4）上、下表面的3层无纺毡（5）。
3.根据权利要求1或2所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的二氧化硅气凝胶（4）中气凝胶为粉末状或者颗粒状。
4.根据权利要求3所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的二氧化硅气凝胶（4）中气凝胶为颗粒状气凝胶，粒径为20～100目，比表面积为200~1000m2/g，孔径为1~100nm。
5. 根据权利要求4所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的无纺毡（5）的面密度为30~600g/m2，厚度为1~10mm。
6.根据权利要求5所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的HEPA高效滤网（3）呈褶叠状。
7. 根据权利要求6所述的用于清除香烟烟雾的空气净化复合滤芯，其特征在于：所述的滤芯框架（1）包括框架底座（1-1）和安装在框架底座（1-1）上的两个网状支架（1-2），所述网状支架（1-2）的孔径为20 ~40 目。
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