一种车用净化滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及车用净化滤芯技术领域，具体涉及一种车用净化滤芯及其制备方法，所述车用净化滤芯的制备方法包括以下步骤：(1)在聚丙烯树脂中加入发泡剂混合均匀，然后静电纺丝得到聚丙烯纤维，煅烧得到多孔碳纤维；(2)将多孔碳纤维、高岭土、可溶性金属盐、硅烷偶联剂和有机钛酸酯在溶剂中进行热反应，得到改性多孔碳纤维；(3)将改性多孔碳纤维在溶剂中分散后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，接着加入氧化石墨烯，搅拌均匀后，得到车用净化剂；(4)将车用净化剂与凹凸棒土混合均匀后压模成型，烧结后得到车用净化滤芯。本发明专利技术的车用净化滤芯能够对车内的VOCs进行吸附，并在吸附位点进行原位催化降解，具有催化降解效率高，降解彻底的特点。

Purifying filter element for vehicle and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of vehicle purifying filter element, in particular to a vehicle purifying filter element and a preparation method thereof. The preparation method of the vehicle purifying filter element comprises the following steps: (1) adding foaming agent into the polypropylene resin to mix evenly, and then electrospinning to obtain polypropylene fiber, calcining to obtain porous carbon fiber; (2) adding foaming agent into the polypropylene resin to prepare the vehicle purifying filter element; Porous carbon fibers, kaolin, soluble metal salts, silane coupling agents and organic titanate react in solvents to obtain modified porous carbon fibers; (3) The modified porous carbon fibers are dispersed in solvents, then polydiallyl dimethyl ammonium chloride is added, then graphene oxide is added, and stirred evenly to obtain vehicle net. (4) vehicle purifying agent and attapulgite were mixed evenly and then pressed into mold, and sintered to obtain vehicle purifying filter element. The vehicle purifying filter element of the invention can adsorb VOCs in the vehicle and perform in-situ catalytic degradation at the adsorption site, and has the characteristics of high catalytic degradation efficiency and thorough degradation.

【技术实现步骤摘要】
一种车用净化滤芯及其制备方法
本专利技术涉及车用净化滤芯
，具体涉及一种车用净化滤芯及其制备方法。
技术介绍
室内空气中VOCs(挥发性有机化合物)浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在VOCs污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。目前己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，由VOCs引发的室内环境污染带来的健康问题已日益成为公众瞩目的新热点。随着社会经济的发展，汽车已经成为常用代步工具，但是汽车室内空气中含有大量的VOCs，产生VOCs的原因主要是车内塑胶件中含有大量的可挥发污染物。目前常采用的出去汽车室内刺激性气体的方法为，打开窗户，将有害气体排放至空气中，而当环境温度过高或过低时，这种排放方式就受到了限制，或者购买具有吸附性的物质吸附有害气体，但这类吸附性的物质大多只能对室内的污染物进行吸附，并未对其进行降解处理，从而会产生二次污染，仍然对人体具有较大的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种车用净化滤芯的制备方法，它能够吸附室内的VOCs，并能够在吸附点对VOCs进行原位降解，具有催化效率高，降解彻底的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供一种车用净化滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)在聚丙烯树脂中加入发泡剂混合均匀，然后静电纺丝得到聚丙烯纤维，将聚丙烯纤维在300～450℃下煅烧2～4h，得到多孔碳纤维；(2)将多孔碳纤维、高岭土、可溶性金属盐、硅烷偶联剂和有机钛酸酯在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，然后加入无机酸调节混合体系的pH值为酸性，接着超声15～30min，然后在80～120℃下密封反应3～6h，得到改性多孔碳纤维；(3)将改性多孔碳纤维在溶剂中超声分散15～30min，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续超声30～45min，接着加入氧化石墨烯，搅拌30～45min后烘干，得到车用净化剂；(4)将上述车用净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(30～100)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到原位降解VOCs的车用净化滤芯。本专利技术还提供一种根据上述方法制备得到的车用净化滤芯。通过上述技术方案，本专利技术首先在聚丙烯树脂中加入发泡剂，并进行静电纺丝和煅烧，得到多孔碳纤维，然后将多孔碳纤维与高岭土、金属离子和有机钛酸酯混合后超声，能够使高岭土与有机钛酸酯进入多孔碳纤维的孔隙中，然后进行封闭热反应，得到金属离子掺杂二氧化钛(M-TiO2)，它能够在较宽的波长范围内有高效的催化性能，通过M-TiO2对高岭土进一步改性，在多孔碳纤维的孔隙内生成了具有催化性能的改性高岭土，即改性多孔碳纤维，最后将改性多孔碳纤维与聚二烯丙基二甲基氯化铵反应，使改性多孔碳纤维带有正电荷，再将待正电荷的改性多孔碳纤维与带负电荷的氧化石墨搅拌反应，采用氧化石墨烯对改性多孔碳纤维进行进一步改性，提高其催化降解VOCs的性能。本专利技术的车用净化滤芯含有丰富的孔隙结构，比表面积高，能够吸附室内的VOCs；且孔隙中的改性高岭土能够在吸附位点对VOCs进行催化分解，具有催化效率高、降解彻底的特点。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种车用净化滤芯，由如下重量份的物质制成：高岭土5～15重量份、有机钛酸酯3～12重量份、可溶性金属盐0.1～1重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、氧化石墨烯5～8重量份、聚二烯丙基二甲基氯化铵3～8重量份、发泡剂1～5重量份、聚丙烯树脂80～150重量份、无机酸2～10重量份、溶剂10～50重量份、凹凸棒土1000～5000重量份。优选条件下，所述车用净化滤芯，由如下重量份的物质制成：高岭土6～12重量份、有机钛酸酯5～10重量份、可溶性金属盐0.3～0.8重量份、硅烷偶联剂1.2～1.8重量份、氧化石墨烯5～8重量份、聚二烯丙基二甲基氯化铵3～8重量份、发泡剂1～5重量份、聚丙烯树脂100～120重量份、无机酸3～6重量份、溶剂10～50重量份、凹凸棒土1000～5000重量份。本专利技术还提供一种所述车用净化滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)在聚丙烯树脂中加入发泡剂混合均匀，然后静电纺丝得到聚丙烯纤维，将聚丙烯纤维在300～450℃下煅烧2～4h，得到多孔碳纤维；(2)将多孔碳纤维、高岭土、可溶性金属盐、硅烷偶联剂和有机钛酸酯在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，然后加入无机酸调节混合体系的pH值为酸性，接着超声15～30min，然后在80～120℃下密封反应3～6h，得到改性多孔碳纤维；(3)将改性多孔碳纤维在溶剂中超声分散15～30min，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续超声30～45min，接着加入氧化石墨烯，搅拌30～45min后烘干，得到车用净化剂；(4)将上述车用净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(10～50)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到原位降解VOCs的车用净化滤芯。本专利技术首先在聚丙烯树脂中加入发泡剂，并进行静电纺丝和煅烧，得到多孔碳纤维，优选条件下，所述静电纺丝工艺为：电源电压30～50kV，纺丝温度为25～35℃，相对湿度60～75％；多针头喷丝单元针头间距25～35cm，喷丝单元针头数量为60～90个；所述发泡剂选自偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物和碳酸盐中的至少一种。高岭土中含有丰富的孔隙结构，能够吸附空气的VOCs，为了提高高岭土的比表面积，优选条件下，本专利技术中还包括高岭土的改性处理，所述高岭土的改性处理工艺为：将高岭土研磨均匀后，然后在300～500℃下煅烧3～6h。进一步优选的，所述高岭土的粒径为200～300目。将多孔碳纤维与高岭土、金属离子和有机钛酸酯混合后超声，能够使高岭土与有机钛酸酯进入多孔碳纤维的孔隙中，然后进行封闭热反应，得到金属离子掺杂二氧化钛(M-TiO2)，它能够在较宽的波长范围内有高效的催化性能，通过M-TiO2对高岭土进一步改性，在多孔碳纤维的孔隙内生成了具有催化性能的改性高岭土，即改性多孔碳纤维。优选条件下，所述有机钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。优选条件下，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH590、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂KBM602、硅烷偶联剂A151和硅烷偶联剂A171中的至少一种。本专利技术采用金属离子对二氧化钛进行掺杂改性处理，以拓宽二氧化钛对可见光的敏感性，使得它能够在较宽的波长范围内有高效的催化性能，优选条件下，所述可溶性金属盐选自可溶性过渡金属盐，例如可以为可溶性锰盐、可溶性钨盐、可溶性铁盐、可溶性铜盐、可溶性金盐、可溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用净化滤芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在聚丙烯树脂中加入发泡剂混合均匀，然后静电纺丝得到聚丙烯纤维，将聚丙烯纤维在300～450℃下煅烧2～4h，得到多孔碳纤维；(2)将多孔碳纤维、高岭土、可溶性金属盐、硅烷偶联剂和有机钛酸酯在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，然后加入无机酸调节混合体系的pH值为酸性，接着超声15～30min，然后在80～120℃下密封反应3～6h，得到改性多孔碳纤维；(3)将改性多孔碳纤维在溶剂中超声分散15～30min，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续超声30～45min，接着加入氧化石墨烯，搅拌30～45min后烘干，得到车用净化剂；(4)将上述车用净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(10～50)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到车用净化滤芯。

【技术特征摘要】
1.一种车用净化滤芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在聚丙烯树脂中加入发泡剂混合均匀，然后静电纺丝得到聚丙烯纤维，将聚丙烯纤维在300～450℃下煅烧2～4h，得到多孔碳纤维；(2)将多孔碳纤维、高岭土、可溶性金属盐、硅烷偶联剂和有机钛酸酯在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，然后加入无机酸调节混合体系的pH值为酸性，接着超声15～30min，然后在80～120℃下密封反应3～6h，得到改性多孔碳纤维；(3)将改性多孔碳纤维在溶剂中超声分散15～30min，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续超声30～45min，接着加入氧化石墨烯，搅拌30～45min后烘干，得到车用净化剂；(4)将上述车用净化剂与凹凸棒土按重量比为1:(10～50)的比例混合均匀，接着压模成型，并在惰性气体氛围中烧结，得到车用净化滤芯。2.根据权利要求1所述的车用净化滤芯的制备方法，其特征在于，还包括高岭土的改性处理，所述高岭土的改性处理工艺为：将高岭土研磨均匀后，过200目筛，然后在300～500℃下煅烧3～6h。3.根据权利要求2所述的车用净化滤芯的制备方法，其特征在于，所述高岭土的粒径为200～300目。4.根据权利要求1所述的车用净化滤芯的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭常青，吴学军，
申请(专利权)人：安徽乐金环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34