CN212046215U

CN212046215U - 一种高效净化空气的多层片材结构材料

Info

Publication number: CN212046215U
Application number: CN202020127697.XU
Authority: CN
Inventors: 李玉英; 陈德胜
Original assignee: Shanghai Gengxiang Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Gengxiang Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-01-20

Abstract

本实用新型涉及一种高效净化空气的多层片材结构材料，其依次包括表面层、除醛层和背撑层，所述表面层和所述背撑层由片状透气性材料形成，所述除醛层由除醛物质形成。本实用新型可以有效增大除醛物质与有害气体的接触面积，从而显著提升除醛净味效果。

Description

一种高效净化空气的多层片材结构材料

技术领域

本实用新型涉及室内空气净化技术领域，具体涉及一种高效净化空气的多层片材结构材料。

背景技术

近年来，随着国家大力环境治理力度，中国的空气质量得到了很大的改善，雾霾天气减少，城市空气质量优良天数比率逐渐上升。然而，对人体有害的物质远不止PM2.5颗粒，空气中，尤其是室内空气中的气态污染物也严重威胁着人类的健康。据近几年有关部门统计数字显示：15％的气管炎、支气管炎、肺癌由室内空气污染所致；22％的慢性肺病由室内空气污染所致；36％呼吸道疾病由室内空气污染所致；55％的夫妻不孕不育由室内空气污染所致；68％的孕妇胎儿畸形与甲醛超标有关；90％的白血病患儿家中近期新装修。

目前，市面上常见的除甲醛、TVOC和异味的方法有植物、活性碳包、光触媒、生物酶、空气清新剂和空气净化器。但这些方法均存在一定的局限性。例如，新装房屋常见的绿萝等“除醛”植物，其除甲醛缺乏科学依据，几乎无效。而空气清新剂利用其本身的香味掩盖原本异味，本质上没有任何净化效果。光触媒和生物酶，都要依赖特定条件，如光源、温度、湿度和pH条件下才能发挥其作用。空气净化器，虽然效果显著，但价格昂贵，而且无法应用到家具柜体等局限密闭空间内。另外，最为被普通消费者接受，且具有明显成本优势的就是活性炭包，其对异味有一定的吸附效果，但效果有限，活性炭还存在着吸附饱和后释放的风险，容易造成二次污染。如果活性炭未经特殊处理，无除甲醛功能。此外活性炭包的结构一般为，外部是一层具有一定透气性的无纺布，内部填充50～100克活性炭颗粒。有害气体分子透过无纺布进入到活性炭附近时，会被活性炭吸附。但是由于活性炭紧密堆积，导致气体扩散受阻，因此内部的活性炭颗粒有害气体分子不能充分接触，从而导致利用效率和对有害气体的去除效率大大降低。

因此，本领域急需一种高效的空气净化材料。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效净化空气的多层片材结构材料。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层和背撑层，所述表面层和所述背撑层由片状透气性材料形成，所述除醛层由除醛物质形成。该结构可以有效增大除醛物质与有害气体的接触面积，从而显著提升除醛净味效果。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、分隔层、净味层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成。在第一方面的一种实施方式中，所述净味物质为活性炭，且所述活性炭包括但不限于竹炭、煤质碳或椰壳炭种的一种或多种，活性炭中具有较大的比表面积，且能够吸附异味，从而使得本申请的多层片材结构的材料具有祛除异味的效果。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、分隔层、纳米金属氧化物层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。该纳米金属氧化物可提高材料对甲醛的捕获效果。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、纳米金属氧化物层、分隔层、除醛层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、纳米金属氧化物层、第一分隔层、除醛层、第二分隔层、净味层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、第一分隔层、净味层、第二分隔层、纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、第一纳米金属氧化物层、第一分隔层、净味层、第二分隔层、除醛层、第三分隔层、第二纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层、第二分隔层和第三分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述第一纳米金属氧化物层和所述第二纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。

在第一方面的一种实施方式中，所述多层片材结构材料依次包括表面层、第一纳米金属氧化物层、第一分隔层、除醛层、第二分隔层、第二纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述第一纳米金属氧化物层和所述第二纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈等金属氧化物中的一种或几种形成。

在第一方面的一种实施方式中，所述除醛物质为改性多孔材料，所述改性多孔材料包括改性多孔二氧化硅，改性活性碳，MOFs或改性分子筛中的一种或多种。上述多孔材料的改性主要体现为在多孔材料的孔径表面负载除醛基团，如氨基基团。在本申请中，该改性多孔材料比表面积不小于500m²/g，可有效吸附空气中的有害气体分子，此外，改性多孔材料中负载的氨基基团可以与甲醛等有害气体发生化学反应，将其彻底去除，避免二次释放污染。

在第一方面的一种实施方式中，所述片状透气性材料包括多孔膜、无纺布、纺织物、塑料网或金属网中的一种。

在第一方面的一种实施方式中，所述材料经打褶后形成连续的W型齿状折叠结构。

该结构可以在相同空间内进一步增加除醛物质或者净味物质与有害气体的接触面积，提高去除效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的材料具有较大的吸附面积，从而显著提升除醛净味效果；

(2)本实用新型的多层片材结构的材料可以进行折叠，在相同空间内进一步增加除醛物质或者净味物质与有害气体的接触面积，提高去除效率。

附图说明

图1为实施例1中材料的结构示意图；

图2为实施例1中材料与对比例1中材料的甲醛吸收效果示意图；

图3为实施例2中材料的结构示意图；

图4为实施例3中材料的结构示意图；

图5为实施例4中材料的结构示意图；

图6为实施例5中材料的结构示意图；

图7为实施例6中材料的结构示意图；

图8为实施例7中材料的结构示意图；

图9为实施例8中材料的结构示意图；

图10为实施例9中材料的结构俯视示意图；

图11为实施例9中A-A的截面示意图。

在附图中，1为表面层，2为纳米金属氧化物层，3为分隔层，4为除醛层，5为净味层，6为背撑层，7为折叠型片材，8为边框。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。

实施例

下面将对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

以下实施例中所用的除醛材料均为按照参考文献1中所述方法制备所得的改性多孔二氧化硅，文献1为“Removal of Formaldehyde from Air Using FunctionalizedSilica Supports，Environ.Sci.Technol，2012,46,13354-13360”；净味材料均为市售竹炭；纳米金属氧化物均为市售纳米氧化钙。

实施例1

在本实施例中，多层片状结构的材料包含7层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为纳米金属氧化物层2，该层的纳米金属氧化物为20g纳米氧化钙，第三层为无纺布分隔层3，第四层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为100g改性多孔二氧化硅，第五层无纺布分隔层3，第六层为净味层5，该净味层5的净味物质为100g竹炭，第七层为无纺布的背撑层6，具体结构如图1所示。

对比例1

将100g上述改性多孔二氧化硅、100g竹炭和20g氧化钙混合均匀，并用无纺布包裹，形成炭包。

将实施例1与对比例1所得产品分别放入0.1m³的含有密闭仓中，两个密闭仓的空气中具有相同浓度的甲醛，在相同测试条件下(如温度、压力、湿度等)，检测两个密闭仓内甲醛浓度的变化，其性能如图2所示。从图中我们可以看出，本实施例所得片状结构的材料在30min内可以基本完全去除甲醛，而对比例1所得炭包在相同时间内只能去除20％左右的甲醛，由此可见，本申请所得多层片材结构的材料具有良好的除甲醛性能。

实施例2

在本实施例中，多层片状结构的材料包含7层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第三层为无纺布分隔层3，第四层为净味层5，该净味层5的净味物质为竹炭，第五层无纺布分隔层3，第六层为纳米金属氧化物层2，该层的纳米金属氧化物为纳米氧化锰，第七层为无纺布的背撑层6，具体结构如图3所示。

实施例3

在本实施例中，多层片状结构的材料包含9层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为纳米金属氧化物层2，该纳米金属氧化物层2的物质为纳米氧化铈，第三层为无纺布分隔层3，第四层为净味层5，该净味层5的净味物质为椰壳炭，第五层无纺布分隔层3，第六层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第七层为无纺布分隔层3，第八层为纳米金属氧化物层2，该层的纳米金属氧化物为纳米氧化铈，第九层为无纺布的背撑层6，具体结构如图4所示。

实施例4

在本实施例中，多层片状结构的材料包含5层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为纳米金属氧化物层2，该纳米金属氧化物层2的物质为纳米氧化铝，第三层为无纺布分隔层3，第四层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第五层为无纺布的背撑层6，具体结构如图5所示。

实施例5

在本实施例中，多层片状结构的材料包含5层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第三层为无纺布分隔层3，第四层为纳米金属氧化物层2，该纳米金属氧化物层2的物质为纳米氧化锌，第五层为无纺布的背撑层6，具体结构如图6所示。

实施例6

在本实施例中，多层片状结构的材料包含7层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为纳米金属氧化物层2，该纳米金属氧化物层2的物质为纳米二氧化钛，第三层为无纺布分隔层3，第四层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第五层无纺布分隔层3，第六层为纳米金属氧化物层2，该层的纳米金属氧化物为纳米二氧化钛，第七层为无纺布的背撑层6，具体结构如图7所示。

实施例7

在本实施例中，多层片状结构的材料包含5层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第三层为无纺布分隔层3，第四层为净味层5，该净味层5的净味物质为煤质碳，第五层为无纺布的背撑层6，具体结构如图8所示。

实施例8

在本实施例中，多层片状结构的材料包含3层结构。第一层为无纺布的表面层1，第二层为除醛层4，该除醛层4的除醛物质为改性多孔二氧化硅，第三层为无纺布的背撑层6，具体结构如图9所示。

实施例9

在本实施例中，将实施例1所制备得到的多层片状结构的材料进行折叠，形成如图10、图11所示的折叠型片材7，该折叠型片材7在一个方向上呈连续W型结构，然后可在折叠型片材的外围加一个刚性的边框8进行固定。本实施例的产品与实施例1的产品在净味和除醛能力上没有差别，但相较于实施例1更节省空间。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims

1.一种高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层和背撑层，所述表面层和所述背撑层由片状透气性材料形成，所述除醛层由除醛物质形成。

2.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、分隔层、净味层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成。

3.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、分隔层、纳米金属氧化物层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

4.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、纳米金属氧化物层、分隔层、除醛层和背撑层，所述分隔层由片状透气性材料形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

5.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、纳米金属氧化物层、第一分隔层、除醛层、第二分隔层、净味层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

6.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、除醛层、第一分隔层、净味层、第二分隔层、纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

7.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、第一纳米金属氧化物层、第一分隔层、净味层、第二分隔层、除醛层、第三分隔层、第二纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层、第二分隔层和第三分隔层由片状透气性材料形成，所述净味层由净味物质形成，所述第一纳米金属氧化物层和所述第二纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

8.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述多层片材结构材料依次包括表面层、第一纳米金属氧化物层、第一分隔层、除醛层、第二分隔层、第二纳米金属氧化物层和背撑层，所述第一分隔层和第二分隔层由片状透气性材料形成，所述第一纳米金属氧化物层和所述第二纳米金属氧化物层由氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化钒、氧化锡、氧化铋、氧化钼或氧化铈形成。

9.如权利要求1-8中任一项所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述除醛物质为改性多孔材料，所述改性多孔材料包括改性多孔二氧化硅，改性活性碳，MOFs或改性分子筛；

所述片状透气性材料包括多孔膜、无纺布、纺织物、塑料网或金属网中的一种。

10.如权利要求1所述的高效净化空气的多层片材结构材料，其特征在于，所述材料经打褶后形成连续的W型齿状折叠结构。