一种家用陶瓷滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及空气净化技术领域，具体涉及一种家用陶瓷滤芯及其制备方法，包括以下步骤：(1)将秸秆退火得到多孔活性炭；(2)采用马来酸酐和醋酸铵对硅藻土改性，得到改性硅藻土；(3)将有机钛酸酯、锡盐和碳酸铵在溶剂中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和硅烷偶联剂和改性硅藻土，进行密封热反应，得到复合吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合后烧制，得到家用陶瓷滤芯。本发明专利技术的家用陶瓷滤芯能够对空气中的有害气体进行吸附，并在滤芯内部对有害气体进行催化，从而达到降低有害气体浓度，净化空气的作用，保证空气了安全、为人们提供健康的生活环境。

Household ceramic filter element and preparation method thereof

The invention relates to the field of air purification technology, in particular to a household ceramic filter core and its preparation method, including the following steps: (1) annealing straw to obtain porous activated carbon; (2) modifying diatomite with maleic anhydride and ammonium acetate to obtain modified diatomite; (3) stirring organic titanate, tin salt and ammonium carbonate in solvent. Mixing uniformly, then adding porous activated carbon, CH3NH3I and silane coupling agent and modified diatomite, the composite adsorbent was obtained by sealed thermal reaction; (4) The composite adsorbent was mixed with clay and fired to obtain household ceramic filter core. The household ceramic filter element of the invention can adsorb harmful gases in the air and catalyze harmful gases inside the filter element, thereby reducing the concentration of harmful gases, purifying the air, ensuring the safety of the air and providing a healthy living environment for people.

【技术实现步骤摘要】
一种家用陶瓷滤芯及其制备方法
本专利技术涉及空气净化
，具体涉及一种家用陶瓷滤芯及其制备方法。
技术介绍
当前，空气污染，如甲醛、挥发性有机物VOC、PM2.5颗粒等，对大气环境和人体的健康产生了严重的影响，例如：刺激人的皮肤、呼吸道、致突变性、致癌变等。如何消除空气污染，净化空气，成为人们日益关注的问题。室内空气的质量是影响人体健康和思想情绪的重要因素。目前，国内外采用的空气净化方法，主要有空气抽滤法、遮盖法、氧化法等。采用抽滤法，需要大型机械设备，在居室、车厢、厕所等环境难以实施；遮盖法是以喷洒芳香物质掩盖异味，但不能消除异味物质对人体的伤害；氧化法是利用电解原理产生负氧离子对空气进行消毒净化，但是效果并不理想，而且价格较高。空气净化滤芯是利用吸附剂、强氧化剂和芳香物质，对室内空气进行综合净化处理，可以彻底消除异味，净化空气。普通的空气净化滤芯对有害物质的吸附率较低，而且使用期限低，容易造成二次污染。
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，提供一种家用陶瓷滤芯及其制备方法，该家用陶瓷滤芯能够对空气中的有害气体进行吸附，并在滤芯内部对有害气体进行催化，从而达到降低有害气体浓度，净化空气的作用，保证空气了安全、为人们提供健康的生活环境。为了实现上述目的，本专利技术提供一种家用陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将秸秆在惰性气体氛围中在200～600℃下退火5～12h，得到多孔活性炭；(2)将硅藻土与马来酸酐、醋酸铵在水中混合均匀后，微波反应30～60min，得到改性硅藻土；(3)将有机钛酸酯、锡盐和碳酸铵在溶剂中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和硅烷偶联剂和改性硅藻土，超声分散20～60min，接着在100～160℃下密封热反应2～6h，得到复合吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合搅拌后经炼泥机炼制，制作成瓷泥；并按所需的滤芯形状制作成型；接着在1100～1150℃烧制4～6h；烧制结束后进行表面打磨，得到家用陶瓷滤芯。本专利技术还提供一种根据上述方法制备得到的家用陶瓷滤芯。通过上述技术方案，硅藻土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，通过马来酸酐和醋酸铵对硅藻土进行插层改性，能够扩大硅藻土的层间距，并在硅藻土层间引入氨基，氨基与甲醛具有良好的亲和性，能够选择性的吸附空气中的甲醛；然后再与有机钛酸酯、有机钛酸酯、多孔活性炭、CH3NH3I反应一方面可以在硅藻土层间插入活性炭，提高了硅藻土的比表面积和吸附能力；另一方面，还能够在硅藻土中引入锡改性的二氧化钛，锡改性二氧化钛能够催化降解吸附的有害气体，进一步降低有害气体吸附阻力，提高有害气体的去除率，且不会造成二次污染，同时延长了用于从空气中分离甲醛的吸附剂的使用寿命。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家用陶瓷滤芯，由如下重量份的物质制成：：硅藻土50～100重量份、秸秆30～80重量份、马来酸酐5～15重量份、醋酸铵5～15重量份、有机钛酸酯6～24重量份、锡盐0.2～1重量份、CH3NH3I2～8重量份、碳酸铵1～8重量份、硅烷偶联剂3～5重量份、黏土100～250重量份、溶剂50～120重量份。优选条件下，所述家用陶瓷滤芯，由如下重量份的物质制成：硅藻土60～80重量份、秸秆30～80重量份、马来酸酐5～15重量份、醋酸铵8～12重量份、有机钛酸酯12～20重量份、锡盐0.2～0.6重量份、CH3NH3I3～6重量份、碳酸铵2～6重量份、硅烷偶联剂3～5重量份、黏土100～250重量份、溶剂100～120重量份。本专利技术还提供一种所述家用陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将秸秆在惰性气体氛围中在200～600℃下退火5～12h，得到多孔活性炭；(2)将硅藻土与马来酸酐、醋酸铵在水中混合均匀后，微波反应30～60min，得到改性硅藻土；(3)将有机钛酸酯、锡盐和碳酸铵在溶剂中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和硅烷偶联剂和改性硅藻土，超声分散20～60min，接着在100～160℃下密封热反应2～6h，得到复合吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合搅拌后经炼泥机炼制，制作成瓷泥；并按所需的滤芯形状制作成型；接着在1100～1150℃烧制4～6h；烧制结束后进行表面打磨，得到家用陶瓷滤芯。秸秆含有丰富的孔隙结构，材料原料来源广泛，对其进行煅烧后，能够生成具有高比表面积、高吸附性的多孔活性炭，本专利技术对秸秆的种类没有特殊的要求。为了进一步提高硅藻土中的孔隙率，除去有机杂质，优选条件下，本专利技术还对硅藻土进行预处理，所述预处理工艺为在300～500℃下退火1～3h；更优选的，所述硅藻土的粒径为200～500nm。通过马来酸酐和醋酸铵对硅藻土进行插层改性，能够扩大硅藻土的层间距，并在硅藻土层间引入氨基，氨基与甲醛具有良好的亲和性，能够选择性的吸附空气中的甲醛；优选条件下，所述微波反应的频率为1000～1800KHZ，功率为500～800W。本专利技术中通过将多孔碳与有机钛酸酯、锡盐和CH3NH3I反应，能够在多孔碳的孔隙内生成CH3NH3I和金属元素共改性的改性TiO2，避免了TiO2的导电性差且光生电子和空穴容易重组的缺点，从而提高二氧化钛的可见光响应范围和响应强度，提高了二氧化钛的催化效率；优选条件下，所述有机钛酸酯和锡盐的质量比为(30～100):1。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氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷及脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。优选条件下，所述溶剂选自丙三醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇、水和正丁醇中的至少一种。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1一种家用陶瓷滤芯，由如下重量份的物质制成：硅藻土75重量份、小麦秸秆50重量份、马来酸酐8重量份、醋酸铵10重量份、钛酸四异丁酯16重量份、氯化锡0.4重量份、CH3NH3I5重量份、碳酸铵4重量份、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷4重量份、黏土200重量份、水100重量份。所述家用陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将小麦秸秆在氩气氛围中在300℃下退火8h，得到多孔活性炭；(2)将硅藻土在350℃下退火2h；然后与马来酸酐和醋酸铵在水中混合均匀后，微波反应60min，所述微波反应的频率为1200KHZ，功率为600W，得到改性硅藻土；(3)将氯化锡、钛酸四异丁酯和碳酸铵在水中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷和改性硅藻土，超声分散30min，接着在120℃下密封热反应3h，得到复合纳米吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合搅拌后经炼泥机炼制，制作成瓷泥；并按所需的滤芯形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用陶瓷滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将秸秆在惰性气体氛围中在200～600℃下退火5～12h，得到多孔活性炭；(2)将硅藻土与马来酸酐、醋酸铵在水中混合均匀后，微波反应30～60min，得到改性硅藻土；(3)将有机钛酸酯、锡盐和碳酸铵在溶剂中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和硅烷偶联剂和改性硅藻土，超声分散20～60min，接着在100～160℃下密封热反应2～6h，得到复合吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合搅拌后经炼泥机炼制，制作成瓷泥；并按所需的滤芯形状制作成型；接着在1100～1150℃烧制4～6h；烧制结束后进行表面打磨，得到家用陶瓷滤芯。

【技术特征摘要】
1.一种家用陶瓷滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将秸秆在惰性气体氛围中在200～600℃下退火5～12h，得到多孔活性炭；(2)将硅藻土与马来酸酐、醋酸铵在水中混合均匀后，微波反应30～60min，得到改性硅藻土；(3)将有机钛酸酯、锡盐和碳酸铵在溶剂中搅拌混合均匀，然后加入多孔活性炭、CH3NH3I和硅烷偶联剂和改性硅藻土，超声分散20～60min，接着在100～160℃下密封热反应2～6h，得到复合吸附剂；(4)将复合吸附剂与黏土混合搅拌后经炼泥机炼制，制作成瓷泥；并按所需的滤芯形状制作成型；接着在1100～1150℃烧制4～6h；烧制结束后进行表面打磨，得到家用陶瓷滤芯。2.根据权利要求1所述的家用陶瓷滤芯的制备方法，其特征在于，还包括硅藻土的预处理工艺，所述预处理工艺为在300～500℃下退火1～3h；所述硅藻土的粒径为200～500nm。3.根据权利要求1所述的家用陶瓷滤芯的制备方法，...

【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