CZ2009152A3 - Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média - Google Patents
Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009152A3 CZ2009152A3 CZ20090152A CZ2009152A CZ2009152A3 CZ 2009152 A3 CZ2009152 A3 CZ 2009152A3 CZ 20090152 A CZ20090152 A CZ 20090152A CZ 2009152 A CZ2009152 A CZ 2009152A CZ 2009152 A3 CZ2009152 A3 CZ 2009152A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- layers
- photocatalyst
- filter
- inert
- filter material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 4
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 9
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 150000002738 metalloids Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 5
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 229920003176 water-insoluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/04—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/168—Use of other chemical agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Vrstvený filtracní materiál obsahující fotokatalyzátor ze skupiny oxidu kovu nebo polokovu, zejména TiO.sub.2.n., ZnO, ZrO.sub.2.n.nebo SiO.sub.2.n., ve forme anorganických nanovláken a/nebo nanocástic, pricemž fotokatalyzátor je usporádán mezi dvema inertními filtracními vrstvami (1, 3), které jsou inertní vuci pusobení fotokatalyzátoru a pusobení UV zárení a z nichž alespon jedna je prostupná pro UV zárení, pricemž z vnejších stran obou inertních filtracních vrstev (1, 3) jsou uloženy polymerní nanovlákenné vrstvy (4, 5). Vynález se týká také zarízení pro cištení plynného média, zejména vzduchu, obsahujícího výše uvedený vrstvený filtracní materiál.
Description
Vrstvený filtrační materiál a zařízení pro čištění plynného média
Oblast techniky
Vynález se týká vrstveného filtračního materiálu obsahujícího fotokatalyzátor ze skupiny oxidů kovů nebo polokovů, zejména TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2, ve formě anorganických nanovláken a/nebo nanočástic.
Vynález se rovněž týká zařízení pro čištění plynného média, zejména vzduchu, obsahujícího výše uvedený vrstvený filtrační materiál.
Dosavadní stav techniky
Známou vlastností oxidů kovů a polokovů, například TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2 je jejich katalytická aktivita pod vlivem UV záření, která vede k oxidaci a degradaci organických látek na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti. Tyto oxidy lze připravit ve formě nanočástic nebo nanovláken s vysokým měrným povrchem, přičemž měrný povrch je důležitým parametrem pro rychlost a efektivitu katalytického procesu, neboť se zvětšujícím se měrným povrchem stoupá rychlost i efektivita katalytického procesu.
Toho se využívá zejména u TiO2 v krystalické modifikaci anatasu v kombinaci s UV zářením, například v samočisticích nátěrech, vrstvách nebo textiliích, které využívají k fotokatalýze UV složku slunečního záření.
Při uplatňování fotokatalytických vlastností oxidů kovů nebo polokovů, zejména TiO2 v systémech pro čištění vzduchu, například klimatizačních zařízeních, je problém s inkorporací částic do filtračního média, kdy se používají silikátová nebo jiná lepidla či pojivá, čímž dochází k významnému sníženi aktivního povrchu oxidu a v důsledku toho i ke zpomalení a snížení efektivity katalytického procesu.
US 2007/0151921 A1 popisuje samočisticí filtrační membránu zahrnující desku nebo rohož obsahující vlákna a fotokatalytické nanočástice v blízkosti nebo .-PS3Ú1XZ na povrchu vláken, přičemž vlákna mohou obsahovat mikrovlákna a/nebo nanovlákna a nanočástice mohou zahrnovat nanočástice TiO2. V popisu přihlášky jsou zmiňovány i vrstvy nanovláken vyrobených z koloidních roztoků anorganických materiálů, jako jsou TiO2, ZrC>2 nebo SiO2, přičemž tato nanovlákna mohou být smisena se skelnými nebo anorganickými mikrovlákny ke zvýšení jejich mechanické pevnosti. Spis dále popisuje čisticí zařízení se samočisticí nanovlákennou membránou upevněnou v tělese zařízeni v blízkosti vstupu kontaminovaného vzduchu nebo kapaliny, jež jsou zařízením dopravovány pomocí ventilátoru nebo čerpadla, přičemž procházejí nanovlákennou membránou, v niž jsou kontaminanty adsorbovány na povrch nanovláken. Za nanovlákennou membránou je uspořádán zdroj UV zařízeni, který kontinuálně nebo přerušovaně ozařuje nanovlákennou membránu za účelem rozložení kontaminantů adsorbovaných na povrchu nanovláken.
Pokud popisovaná samočisticí filtrační membrána obsahuje polymerní mikrovlákna a/nebo nanovlákna, na jejichž povrchu nebo uvnitř vláken v blízkosti jejich povrchu jsou fotokatalytické nanočástice, dochází při fotokatalýze a při ozařování UV zářením k rozkladu polymeru a k celkové destrukci takové membrány. Při tom je zároveň velké nebezpečí uvolňování fotokatalytických nanočástic do čištěného média.
Samočisticí filtrační membrány tvořené nanovlákny z anorganických materiálů, jako jsou TiO2, ZrO2 nebo S1O2, jsou velmi křehké, a proto při průmyslovém využití nejsou schopny trvalého provozu, bude u nich docházet k lámáni nanovláken při instalaci, údržbě i v důsledku vibrací při provozu a následně k úletu nebo vyplavování těchto úlomků do čištěného média. Křehkosti popisovaných anorganických nanovláken a jejich lámání nezabráni ani jejich smísení s anorganickými nebo skelnými mikrovlákny, která mají podobné vlastnosti a navíc i u nich může docházet k lámání při manipulaci s membránou či provozu čisticího zařízení. Kromě toho zvyšující se množství mikrovláken zhoršuje katalyzačni schopnosti membrány.
, »· ···· *· ·· ···· ·· · · · · · * « * * · · ··· · ··· «*«·* ♦· ·· ·· ··
PSSSTOCZ·
Z US 2007/02844303 A1 je známá nanovlákenná struktura nebo membrána obsahující nanovlákna z polymeru nerozpustného ve vodě, přičemž vlákna polymeru jsou obalena T1O2, ZnO, SnO2. Nanovlákenná struktura nebo membrána je určena k filtraci a nelze ji využít při ozařování UV zářením ani k fotokatalýze, protože v tomto případě dojde k degradaci polymemích nanovláken a destrukci celé nanovlákenné struktury nebo membrány.
WO 2008/034190 popisuje keramický filtr k čištění vody, který obsahuje keramická nanovlákna nanesená na keramickém porézním substrátu, přičemž filtr může být použit i jako fotokatalytický. Nevýhodou tohoto řešení jsou velké tlakové spády, respektive velmi malé průtoky tekutin filtrem v důsledku malé pórovitosti keramického nosného substrátu. Popisovaný průtok je 800 l/m2 za hodinu, což je průtok vhodný pro vodu, ale zcela nedostačující pro filtraci vzduchu, kdy jsou požadovány průtoky o dva až tři řády vyšší. Další nevýhodou pro filtraci vzduchu je nezbytnost rovinného uspořádání filtru.
Zveřejněná patentová přihláška KR 1020080086066 A popisuje fotokatalytický filtr používající nanovlákna z oxidu kovu vytvořená elektrostatickým zvlákňováním a kalcinačním procesem, způsob výroby fotokatalytického filtru a čistič vzduchu používající fotokatalytický filtr. Nanovlákna z oxidu kovu jsou tvořena ZnO nanovlákny nebo T1O2 nanovlákny. Způsob výroby fotokatalytického filtru zahrnuje následující kroky: vytvoření prvního substrátu, ve kterém je vytvořeno množství otvorů; vytvoření nanovláken z oxidu kovu na prvním substrátu elektrostatickým zvlákňováním; kalcinaci nanovláken z oxidu kovu vytvořených na prvním substrátu; a zakrytí kalcinovaných nanovláken z oxidu kovu druhým substrátem, ve kterém je vytvořeno množství otvorů. Přitom krok vytvoření nanovláken z oxidu kovu na prvním substrátu pomocí elektrostatického zvlákňování pozůstává z: elektrostatického zvlákněni prvních nanovláken z oxidu kovu uspořádaných v příčném nebo podélném směru na prvním substrátu; a elektrostatického zvlákněni druhých nanovláken z oxidu kovu na prvních nanovláknech z oxidu kovu tak, že druhá nanovlákna z oxidu kovu jsou uspořádána v kolmém směru na směr uspořádání prvních nanovláken z oxidu * φφ ·· ···· «φ φ·
ΦΦ·· φφ · ·· · ί • · Φ·· φ ··· φ φφφ ·· ·Φ·Φ φφ· φφφ ·· ·Φ ·· ····
PS3M3CZ—' kovu. Nevýhodou tohoto řešení je složitost výrobního procesu a velmi tenká vrstva nanovláken z oxidu kovu, která se po kalcinaci ještě ztenčí. Maximální tloušťka vrstvy nanovláken z oxidu kovu před kalcinaci je 3 mikrometry. Silnější vrstvu není možné vytvořit. Při kalcinaci dochází totiž ke kontrakci nanovláken a značné ztrátě adheze vůči nosnému substrátu, která může vést až ke kompletnímu opadání kalcinované vrstvy ze substrátu. Během kalcinace a související kontrakce vlákenné vrstvy dochází také k popraskání vrstvy a vzniku makroskopických trhlin s velikostí desetin až jednotek milimetrů, což snižuje homogenitu vrstvy a její filtrační charakteristiky.
Při kalcinaci nanovláken z oxidu kovu uložených na prvním substrátu může dojít k částečnému ucpání otvorů v prvním substrátu a tím ke zhoršení prostupnosti filtru pro vzduch. Kromě toho vzhledem ke křehkosti nanovláken z oxidu kovu bude při uplatnění filtru při čištění vzduchu docházet uvolňování úlomků nanovláken z oxidu kovu a k jejich unášení otvory v prvním nebo druhém substrátu ve směru proudění vzduchu.
Cílem vynálezu je snížit nebo zcela odstranit nedostatky stavu techniky a vytvořit vrstvený filtrační materiál obsahující fotokatalyzátor vhodný pro fotokatalytické čištění plynů, zejména vzduchu.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo vrstveným filtračním materiálem obsahujícím fotokatalyzátor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že fotokatalyzátor je uspořádán mezi dvěma inertními filtračními vrstvami, které jsou inertní vůči působení fotokatalyzátoru a působení UV záření a alespoň jedna z nich je prostupná pro UV záření, přičemž z vnějších stran obou inertních filtračních vrstev jsou uspořádány polymerní nanovlákenné vrstvy. Uspořádáním fotokatalyzátoru mezi dvěma inertními filtračními vrstvami se zabrání přímému styku nanočástic a/nebo nanovláken fotokatalyzátoru s vrstvou polymerních nanovláken, a v důsledku toho i jejich degradaci při fotokatalýze. Polymerní nanovlákenné vrstvy ·« ·♦·· ·· «« slouží pouze k zabraňování úletu nanočástic a/nebo nanovláken, případně částí nanovláken, fotokatalyzátoru mimo prostor vrstveného filtračního materiálu vymezený polymerními nanovlákennými vrstvami.
K ochraně polymemích nanovlákenných vrstev jsou tyto vrstvy z vnější strany opatřeny otěruvzdornými vrstvami, přičemž alespoň ta otěruvzdorná vrstva, která je uspořádána na straně inertní filtrační vrstva propustné pro UV zářeni, je propustná pro UV záření.
Při tom je výhodné, je-li inertní filtrační vrstva prostupná pro UV zářeni tvořena textilním útvarem ze skelných vláken.
V případě, že jedna z inertních filtračních vrstev je neprostupná pro UV záření, je z důvodu snížení nákladů na vrstvený filtrační materiál tvořena filtračním papírem
Podstata zařízeni pro čištění plynného média, zejména vzduchu, obsahujícího výše uvedený vrstvený filtrační materiál spočívá vtom, že alespoň jedna strana vrstveného filtračního materiálu je vystavena působení UV záření, přičemž všechny UV zářením ozařované vrstvy před fotokatalyzátorem jsou vytvořeny z materiálů prostupných pro UV záření.
Další znaky zařízení podle vynálezu jsou definovány v závislých nárocích.
Přehled obrázků na výkrese
Příkladné provedení vrstveného filtračního materiálu podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresech, kde značí obr. 1 rozložení vrstev vrstveného filtračního materiálu, obr. 2 pohled na netkanou textilii ze skelných vláken ve zvětšení 600 krát, obr. 3 pohled na polymerní nanovlákennou vrstvu ve zvětšení 600 krát, obr. 4 pohled na nanočástice fotokatalyzátoru ve zvětšení 600 krát a obr. 5 pohled na anorganickou nanovlákennou vrstvu fotokatalyzátoru ve zvětšení 600 krát.
*« «·· »· ·· v · ·
-RS3643e?—
Příklady provedení vynálezu
Vrstvený filtrační materiál podle příkladu provedeni znázorněného na Obr. 1 obsahuje první inertní filtrační vrstvu 1, tvořenou například filtračním papírem nebo textilním útvarem ze skelných vláken nebo jiným materiálem odolným vůči působeni fotokatalyzátoru a působení UV záření, na které je nanesena vrstva 2 fotokatalyzátoru ze skupiny kovů nebo polokovú zejména TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2, ve formě anorganických nanovláken a/nebo nanočástic a/nebo částic, která je překryta druhou inertní filtrační vrstvou 3, která je prostupná pro UV záření, a je tvořena například textilním útvarem ze skelných vláken. Na vnější straně první inertní filtrační vrstvy 1 je uložena první polymerní nanovlákenná vrstva 4, která je ze své vnější strany chráněna první otěruvzdornou vrstvou 6. Na vnější straně druhé inertní filtrační vrstvy 3 je uložena druhá polymerní nanovlákenná vrstva 5 prostupná pro UV záření, která je z vnější strany chráněna druhou otěruvzdornou vrstvou 7, která je prostupná pro UV záření. První a druhá polymerní vrstva 4, 6 zabraňují úletu nanočástic fotokatalyzátoru z vrstvy 2 fotokatalyzátoru jak při manipulaci s vrstveným filtračním materiálem, tak v provozu a mohou být vyrobeny z libovolného vhodného polymeru, například z polyakrylonitrilu (PAN) nebo z PA6.
Při výrobě vrstveného filtračního materiálu s fotokatalyzátorem ve formě nanočástic se nanočástice nanášejí na první inertní filtrační vrstvu 1 v suchém nebo mokrém stavu. Tloušťka vrstvy 2 fotokatalyzátoru se volí s ohledem na technologické podmínky, v nichž má být filtr s vrstveným filtračním materiálem provozován, zejména velikost nanočástic fotokatalyzátoru a jejich měrný povrch, průtok čištěného plynu, množství nečistot, které mají být z čištěného plynu odstraňovány a možnosti prostupu UV záření celou tloušťkou vrstvy 2 fotokatalyzátoru. Plošná hmotnost vrstvy 2 fotokatalyzátoru se pohybuje obvykle od 20 g/m2 do 60 g/m2. Po nanesení se vrstva 2 fotokatalyzátoru překryje druhou inertní filtrační vrstvou 3 a následné se obě inertní filtrační vrstvy z vnější strany překryjí polymerními nanovlákennými vrstvami 4, 5, jež jsou ze své vnější strany chráněny otěru vzdorným i vrstvami 6, 7. Při tom je výhodné, jsou-li polymerní nanovlákenné vrstvy 4, 5 naneseny na příslušných otěruvzdorných vrstvách 6, 7
•Φ ···· *♦·♦ * * · · · ·
9 9 99 9* φ · φ · ♦ Φ ···♦ • Φ * 9 Φ ·· «Φ ·· ·♦99
PS36t3CZ-’ v zařízení na výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním, například podle W02005/024101, CZ patentu 299527, W02008/028428, popřípadě
W02009/010020 nebo jiným známým způsobem.
Při výrobě vrstveného filtračního materiálu s fotokatalyzátorem ve formě nanovláken tvoří vrstvu 2 fotokatalyzátoru vrstva anorganických nanovláken tvořených zvoleným fotokatalyzátorem ze skupiny kovů nebo poíokovů, zejména TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2. Přitom je výhodné, jsou-li tyto anorganické nanovlákenné vrstvy vyrobené elektrostatickým zvlákňováním podle CZ PV 2008277. V případech, kdy je první inertní filtrační vrstva 1 a/nebo druhá inertní filtrační vrstva 3 vytvořena z materiálu, který odolává kalcinačním teplotám při výrobě anorganických nanovláken, například textilním útvarem ze skelných vláken, lze vrstvu 2 fotokatalyzátoru vytvořit elektrostatickým zvlákňováním na tomto podkladu a při sestavování vrstveného filtračního materiálu použít tuto dvojvrstvou textilii, na níž se již nachází nanovlákenné vrstva 2 fotokatalyzátoru, jako první inertní filtrační vrstvu 1 nebo jako druhou inertní filtrační vrstvu 3. V případě potřeby zvětšení tloušťky vrstvy 2 fotokatalyzátoru lze použit dvě dvojvrstvé textilie s nanovlákennou vrstvou 2 fotokatalyzátoru a složit je nanovlákennými vrstvami 2 fotokatalyzátoru proti sobě. V této poloze jsou textilní vrstvy ze skelných vláken vně a tvoří první inertní filtrační vrstvu 1 a druhou inertní filtrační vrstvu 3. V konkrétním příkladu byly pro první i druhou inertní filtrační vrstvu 1, 3 použity netkané textilie ze skelných vláken dodávané na trh firmou Crane Nonwovens pod označením Craneglas nebo firmou Hexcel pod označením Hexcel. Stejné textilie byly použity i pro otěruvzdorné vrstvy 6, 7.
Vrstvu anorganických nanovláken tvořených zvoleným fotokatalyzátorem ze skupiny kovů nebo poiokovů, zejména TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2, lze vyrobit elektrostatickým zvlákňováním i jako vrstvu samostatnou. V případě, že taková nanovlákenné vrstva fotokatalyzátoru nemá dostatečnou soudržnost a pevnost, je výhodné ji nalámat na nanovlákna a ta nanést na první nebo druhou inertní filtrační vrstvu 1 nebo 3 podobně jako výše popsané nanočástice fotokatalyzátoru.
·« ·♦··
| ·« | 9999 | |
| e | • | |
| · | » | |
| » · | 9 | « |
| • « | • | |
| ·· | ·· |
·· ·· • · * · * · · · « · · ··· • · · ·« ·9
PS3813CZ
Pro volbu materiálu inertních filtračních vrstev je důležité vědět, ze které strany vrstveného filtračního materiálu bude působit UV záření, neboť inertní filtrační vrstva na straně odvrácené od zdroje UV záření může být vyrobena z materiálu neprostupného nebo méně prostupného pro UV záření, například z filtračního papíru nebo viskózy, zatímco inertní filtrační vrstva ze strany působení UV záření musí být pro UV záření dostatečně propustná. V některých případech je však výhodné, působí-li UV záření z obou stran vrstveného filtračního materiálu. V tomto případě je pro obě inertní filtrační vrstvy třeba použít materiál dostatečně propustný pro UV záření. Pokud se takové provedení použije s jedním zdrojem záření, zjednodušuje se montáž takového vrstveného filtračního materiálu do filtračního zařízení, neboť obě inertní filtrační vrstvy jsou rovnocenné a nezáleží tedy na tom, kterou stranou se uloží směrem ke zdroji UV záření.
Podobně mohou být rozdílné i polymerní nanovlákenné vrstvy 4, 5, z nichž vrstva, která je ve směru průchodu čištěného vzduchu přední, může mít menší plošnou hmotnost, která obvykle leží v intervalu 0,05 až 0,8 g/mz, zatímco zadní polymerní nanovlákenné vrstva má obvykle vyšší plošnou hmotnost, která obvykle leží v intervalu 0,8 až 1 g/m2. To zabraňuje úletům nanočástic, zejména pokud je vrstva 2 fotokatalyzátoru vytvořena z nanočástic.
Pro zpevnění může být mezi vrstvami vrstveného filtračního materiálu vložena zpevňující mřížka.
Zařízení pro čištění plynného média, zejména vzduchu, od organických polutantů a jiných organických látek a/nebo mikroorganismů obsahuje vrstvený filtrační materiál, který obsahuje fotokatalyzátor ze skupiny oxidů kovů nebo polokovů, zejména TiO2, ZnO, ZrO2 nebo SiO2, ve formě anorganických nanovláken a/nebo nanočástic a zdroj UV záření. Fotokatalyzátor je uspořádán ve vrstvě 2 fotokatalyzátoru mezi dvěma inertními filtračními vrstvami 1, 3, které jsou inertní vůči působeni fotokatalyzátoru a působení UV záření a z nichž alespoň jedna je prostupná pro UV záření, přičemž z vnější strany inertních filtračních vrstev 1, 3 jsou uspořádány polymerní nanovlákenné vrstvy 4, 5 a zdroj UV záření je uspořádán ve směru průchodu čištěného plynného média před a/nebo za
| • | 99 | 9999 | • 9 | 99 | |||
| *9 · | 9 | • | • | • | 9 | £ | 9 9 |
| « 9 | • | 9 | 9 | * | 9 | • | • * |
| « * | • | • 9 | * | 9 | • 9 | • | 999 |
| • 9 ··· | « • 9 | 9 | • 99 | • 9 9· | • | 9 99 | 9 • 9 |
PS3643629 vrstveným filtračním materiálem, přičemž zdroj UV záření je nasměrován na vrstvený filtrační materiál, jehož ozařovaná strana je vytvořena z materiálů prostupných pro UV záření až k fotokatalyzátoru. Zdrojem UV záření může být přitom i denní světlo.
Průmyslová využitelnost
Vrstvený filtrační materiál podle vynálezu je schopen velmi dobře odstraňovat mikroorganismy, organické polutanty a jiné organické látky ve vzduchu nebo z jiného vhodného Čištěného plynu, ať již ve stopovém nebo v průmyslovém 10 množství a je proto využitelný ve fotokatalytických zařízeních pro čištění vzduchu nebo jiných plynů, například v klimatizačních zařízeních. Fotokatalýzou lze z čištěného plynu odstranit v podstatě libovolnou organickou látku ze skupin uhlovodíků, alkoholů, aldehydů, ketonů, organických kyselin apod. Výsledkem fotokatalýzyje CO2 a H2O.
Claims (8)
1. Vrstvený filtrační materiál obsahující fotokatalyzátor ze skupiny oxidů kovů nebo polokovů, zejména T1O2, ZnO, Ζ1Ό2 nebo S1O2, ve formě anorganických nanovláken a/nebo nanočástic, vyznačující se tím, že fotokatalyzátor je uspořádán mezi dvěma inertními filtračními vrstvami (1, 3), které jsou inertní vůči působení fotokatalyzátoru a působení UV záření a alespoň jedna z nich je prostupná pro UV záření, přičemž z vnějších stran obou inertních filtračních vrstev (1, 3) jsou uloženy polymerní nanovlákenné vrstvy (4, 5).
2. Vrstvený filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že z vnější strany polymemích nanovlákenných vrstev (4, 5) jsou uspořádány otěruvzdorné vrstvy (6, 7), přičemž alespoň ta otěruvzdorná vrstva (6, 7), která je uspořádána na straně inertní filtrační vrstvy (1, 3) propustné pro UV záření, je sama propustná pro UV záření.
3. Vrstvený filtrační materiál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že inertní filtrační vrstva (1, 3) prostupná pro UV záření je tvořena textilním útvarem ze skelných vláken.
4. Vrstvený filtrační materiál podle libovolného z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jedna z inertních filtračních vrstev (1, 3) je neprostupná pro UV záření, přičemž je tvořena filtračním papírem.
5. Vrstvený filtrační materiál podle libovolného z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že otěruvzdorná vrstva (6, 7) prostupná pro UV záření je tvořena textilním útvarem ze skelných vláken.
6. Zařízeni pro čištění plynného média, zejména vzduchu, obsahující vrstvený filtrační materiál podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň jedna strana vrstveného filtračního materiálu je vystavena působení UV záření, přičemž všechny UV zářením ozařované vrstvy před fotokatalyzátorem jsou vytvořeny z materiálů prostupných pro UV záření.
** ♦··♦ psae^cz—
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že UV záření je tvořeno příslušnou částí spektra denního světla v okolí zařízení.
8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že UV záření je vytvářeno zdrojem UV záření umístěným ve směru průchodu čištěného plynného
5 média před a/nebo za vrstveným filtračním materiálem.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090152A CZ2009152A3 (cs) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média |
| PCT/CZ2010/000026 WO2010102592A1 (en) | 2009-03-10 | 2010-03-03 | A layered filtration material and device for purification of gaseous medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090152A CZ2009152A3 (cs) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009152A3 true CZ2009152A3 (cs) | 2010-11-10 |
Family
ID=42556631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090152A CZ2009152A3 (cs) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2009152A3 (cs) |
| WO (1) | WO2010102592A1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305320B6 (cs) * | 2013-09-13 | 2015-07-29 | Technická univerzita v Liberci | Lineární textilní útvar typu jádro-plášť obsahující plášť z polymerních nanovláken a filtrační prostředek pro filtrování plynných médií |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103610431A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 苏州凯丽达电器有限公司 | 一种复合过滤网 |
| CN111850734B (zh) * | 2020-06-28 | 2023-03-03 | 浙江真爱毯业科技有限公司 | 一种可见光驱动净化室内空气的拉舍尔挂毯 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040116025A1 (en) * | 2002-12-17 | 2004-06-17 | Gogins Mark A. | Air permeable garment and fabric with integral aerosol filtration |
| CZ20032421A3 (cs) | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
| US7718112B2 (en) | 2004-08-23 | 2010-05-18 | University Of Massachusetts | Nanometer scale structures |
| EP1674014B1 (en) * | 2004-12-24 | 2017-06-07 | Aktiebolaget Electrolux | Vacuum cleaner filter bag with odour removing effect |
| CZ299537B6 (cs) | 2005-06-07 | 2008-08-27 | Elmarco, S. R. O. | Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním |
| CZ297697B6 (cs) * | 2005-11-10 | 2007-03-07 | Elmarco, S. R. O. | Filtr pro odstranování fyzikálních a/nebo biologických necistot |
| CN100515566C (zh) * | 2005-12-12 | 2009-07-22 | 比亚迪股份有限公司 | 一种催化剂涂层膜的制备方法 |
| US20070151921A1 (en) | 2006-01-03 | 2007-07-05 | Ceo Espinex Inc. | Self-cleaning filtration nanofiber membrane |
| CZ299549B6 (cs) | 2006-09-04 | 2008-08-27 | Elmarco, S. R. O. | Rotacní zvláknovací elektroda |
| WO2008034190A1 (en) | 2006-09-21 | 2008-03-27 | Queensland University Of Technology | Metal oxide nanofibre filter |
| US7744675B2 (en) * | 2006-11-08 | 2010-06-29 | Shell Oil Company | Gas separation membrane comprising a substrate with a layer of coated inorganic oxide particles and an overlayer of a gas-selective material, and its manufacture and use |
| KR100865737B1 (ko) | 2007-03-21 | 2008-10-29 | 인하대학교 산학협력단 | 금속산화물 나노섬유를 이용한 광촉매 필터, 그 제조방법및 그를 이용한 공기정화장치 |
| WO2008118955A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Danaldson Company, Inc. | High durability composite fabric |
| CZ300345B6 (cs) | 2007-07-17 | 2009-04-22 | Elmarco, S. R. O. | Zpusob zvláknování kapalné matrice, zarízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvláknováním kapalné matrice a zvláknovací elektroda pro takové zarízení |
| EP2030674A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | The Technical University of Denmark | Membrane with a stable nenosized microstructure and method for producing same |
| CZ2008277A3 (cs) | 2008-05-06 | 2009-11-18 | Elmarco S.R.O. | Zpusob výroby anorganických nanovláken elektrostatickým zvláknováním |
-
2009
- 2009-03-10 CZ CZ20090152A patent/CZ2009152A3/cs unknown
-
2010
- 2010-03-03 WO PCT/CZ2010/000026 patent/WO2010102592A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305320B6 (cs) * | 2013-09-13 | 2015-07-29 | Technická univerzita v Liberci | Lineární textilní útvar typu jádro-plášť obsahující plášť z polymerních nanovláken a filtrační prostředek pro filtrování plynných médií |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010102592A1 (en) | 2010-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barhate et al. | Nanofibrous filtering media: Filtration problems and solutions from tiny materials | |
| KR101358486B1 (ko) | 초미세 또는 나노크기 분말을 혼입한 부직 매체 | |
| JP5126650B2 (ja) | 一体化された粒子及び／若しくはエアゾール濾過機能を有する吸着濾過材料及びその使用 | |
| US11668222B2 (en) | Catalytic composite | |
| JP5718309B2 (ja) | 超微細粉末又はナノサイズ粉末を組み込んだ不織媒体 | |
| WO2008034190A1 (en) | Metal oxide nanofibre filter | |
| KR20100024411A (ko) | 통합된 입자- 및/또는 연무질-여과 기능을 갖는 흡착 여과 재료 및 그것의 용도 | |
| JP2019502542A (ja) | 触媒フィルタ材料 | |
| CZ2009152A3 (cs) | Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média | |
| Sikka et al. | A critical review on cleanroom filtration | |
| JP4582475B2 (ja) | フェルトの製造方法 | |
| JP2002204928A (ja) | 光触媒担持脱臭シート及び空気浄化用フィルター | |
| JP4029029B2 (ja) | バグフィルター | |
| JP4538703B2 (ja) | 光触媒担持脱臭シート及び空気浄化用フィルター | |
| JP5522764B2 (ja) | フィルタシステム、特にビスコースろ過用のフィルタシステム | |
| US12016982B2 (en) | Filter and filtering system including the same | |
| JP3745768B2 (ja) | フィルター材料の製造方法、フィルター材料、バグフィルター及び排ガス処理方法 | |
| WO2020025956A1 (en) | A filter assembly for a fan | |
| KR20210025382A (ko) | 다층 여과 시스템 및 이를 포함하는 필터 유닛 | |
| KR102683508B1 (ko) | 습식 가변형 다층 여과 시스템 및 이를 포함하는 필터 유닛 | |
| KR20180069351A (ko) | 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 필터유닛 | |
| KR20240017533A (ko) | 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재 | |
| CZ29902U1 (cs) | Textilní laminát pro okenní ventilaci | |
| JP2002045623A (ja) | 光触媒担持脱臭シート及び空気浄化用フィルター | |
| EP4330036A1 (en) | Composite filtering material for making fabrics and its manufacturing process |