一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材及其制备方法和应用。本发明专利技术通过以瓦楞纸为基材，通过层层叠加组装成蜂窝状板块，再浸涂含有纳米无机氧化物的水性浸涂液，得到强度较高的蜂窝状纸芯，然后浸入由溶胶配制的含有催化剂的浆料，得到了一种表面完全被无机纳米材料覆盖的蜂窝状纸芯，并且随浆料涂覆上去的催化剂材料使得该蜂窝状纸芯具有催化氧化甲醛等有机污染物的功能。本发明专利技术的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材以瓦楞纸作为基材，大大降低成本，且能够在常温常压下，催化氧化去除如甲醛、芳烃、丙酮等挥发性有机污染物，具有风阻小，效率高的特点，在空气净化器和新风系统中具有广阔的应用前景。

A corrugated honeycomb air purification core material and its preparation method and Application

The invention discloses a corrugated paper honeycomb air purification core material, a preparation method and application thereof. The honeycomb-like paper core with high strength is obtained by using corrugated paper as the base material, laminated and assembled into honeycomb-like plates, and then immersed in a water-based dipping solution containing nano-inorganic oxides, and then immersed in a slurry containing catalyst prepared by sol. A honeycomb-like paper core whose surface is completely covered by inorganic nano-materials is obtained, and the catalyst is coated with the slurry. The honeycomb paper core has the function of catalyzing the oxidation of organic pollutants such as formaldehyde. The corrugated paper honeycomb air purification core material of the invention takes corrugated paper as the base material, greatly reduces the cost, and can remove volatile organic pollutants such as formaldehyde, aromatic hydrocarbons and acetone by catalytic oxidation at room temperature and pressure. It has the characteristics of low wind resistance and high efficiency, and has broad application prospects in air purifiers and fresh air systems.

【技术实现步骤摘要】
一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材及其制备方法和应用
本专利技术涉及环境催化
，具体涉及一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材及其制备方法和应用。
技术介绍
在新风系统和空气净化器中，空气的换气量是十分重要的参数，众多因素影响空气换气量的变化，其中影响最大的是过滤网。过滤网上装填有去除污染物的催化剂，是新风系统和空气净化器中去除空气污染物的利器。过滤网上的孔隙率直接影响去除污染物的性能和空气经过时的压降。孔隙率太大，空气通过时的压降虽小，但会降低过滤网去除污染物的性能。孔隙率很小，去除空气污染物的能力加强，但空气经过过滤网时的压降太大，空气的换气量上不去。所以要求过滤网达到既要高效处理空气污染物，又要求空气通过过滤网时，压降小，通量大，因此过滤网的设计十分重要。常见的过滤网是由3毫米左右的催化剂微球直接填充在塑料多孔板上，或直接将催化剂粉体粘接在纤维网上，空气通过这样的过滤网，空气阻力较大。为了降低气体通过滤网的压降，在动力车辆的尾气处理中，广泛采用蜂窝陶瓷。蜂窝陶瓷是由陶瓷构建的多孔材料，毫米级小孔呈蜂窝状密布。蜂窝陶瓷是通过特殊的挤压设备制备的多孔陶瓷，是由菁青石等无机粉体在高温下烧结而成。人们为了获得高机械强度、高孔隙率和低膨胀系数的堇青石，采取了各种方法。CN1827217采用一定规格的氧化铝微粉、片状高岭土和黏土微粉、片状滑石微粉和熔融石英为原料制备的堇青石载体，在一定程度上提高了孔隙率降低了膨胀系数。CN105503235A公布的一种外皮牢固度高、抗热震性强的蜂窝陶瓷，是采用堇青石粉末、氧化锆陶瓷纤维粉末混合于硅溶胶乳液及增稠剂，水，经过植皮、干燥等步骤，制备而成。以上述专利所公布的制备方法对传统型的蜂窝陶瓷进行了改良，使其性质在一定程度上有所提高，但由于制造复杂，其成本自然不低，且由于高温烧结，比表面积很小，实际应用时，仍要对其表面进行修饰，才能较好地负载催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材及其制备方法和应用，解决目前的空气净化芯材净化效率低，制造工艺复杂，成本较高的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，包括以下步骤：(1)根据过滤网的厚度和网框的大小对瓦楞纸进行裁切，将裁切后的瓦楞纸通过涂覆粘结剂层叠形成蜂窝状方块，得到蜂窝纸芯；(2)将蜂窝纸芯置于水性浸涂液中浸泡10～30min，取出晒干后，得到改性蜂窝纸芯，其中，所述水性浸涂液含有丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物；(3)将改性蜂窝纸芯浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，将烘干后的蜂窝纸芯再次浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，得到所述瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材。本专利技术通过以瓦楞纸为基材，通过层层叠加组装成蜂窝状板块，再浸涂含有纳米无机氧化物水性浸涂液，得到强度较高的蜂窝状纸芯，然后浸入由溶胶配制的含有催化剂的浆料，得到了一种表面完全被无机纳米材料覆盖的蜂窝状纸芯，并且随浆料涂覆上去的催化剂材料使得该蜂窝状纸芯具有催化氧化甲醛等有机污染物的功能，制备得到对空气具有净化作用的蜂窝状芯材。本专利技术的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材以瓦楞纸作为基材，大大降低成本，且能够在常温常压下，催化氧化去除如甲醛、芳烃、丙酮等挥发性有机污染物，在空气净化器和新风系统中具有广阔的应用前景。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述水性浸涂液中丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物的质量比为1:0.18:0.1，所述水性浸涂液中丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺的总质量与水的质量比为1:0.25～0.35。本专利技术以丙烯酸树脂为胶粘剂，六甲氧甲基三聚氰胺作为固化剂，以纳米无机氧化物作为填料，并合理调整丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物的配比，混和均匀后，强力分散得到一种高分散特性的水性浸涂液，采用该水性浸涂液对蜂窝纸芯进行表面改性，有效提高蜂窝纸芯的强度。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述纳米无机氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、硅藻土、膨润土中的至少一种。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述溶胶为二氧化硅溶胶、三氧化二铝溶胶、二氧化钛溶胶中的至少一种。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述溶胶为二氧化硅溶胶，所述二氧化硅溶胶含有正硅酸乙酯、乙醇、硝酸和水，所述二氧化硅溶胶中正硅酸乙酯、乙醇、硝酸和水的质量比为1:3.8:0.085:6.4。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述催化剂为纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、纳米铂、纳米金、纳米银中的至少一种。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述催化剂为纳米二氧化锰。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述浆料中溶胶与催化剂的质量比为11.285:0.11～0.4。作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的优选实施方式，所述瓦楞纸的楞高为1～8mm，所述瓦楞纸的材质为牛皮纸；更优选地，所述瓦楞纸的楞高为2.5mm。本专利技术还提供了根据上述方法制备得到的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材。本专利技术还提供了上述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材在空气净化器和新风系统中的应用。根据本专利技术制备的长为300mm，宽为200mm的蜂窝状空气净化芯材可在109min将1m3，浓度为6.81mg/m3的甲醛降解到0.09mg/m3。该蜂窝状空气净化芯材在空气净化器和新风系统中具有广阔的应用前景。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过以瓦楞纸为基材，通过层层叠加组装成蜂窝状板块，再浸涂含有纳米无机氧化物水性浸涂液，得到强度较高的蜂窝状纸芯，然后浸入由溶胶配制的含有催化剂的浆料，得到了一种表面完全被无机纳米材料覆盖的蜂窝状纸芯，并且随浆料涂覆上去的催化剂材料使得该蜂窝状纸芯具有催化氧化甲醛等有机污染物的功能，制备得到对空气具有净化作用的蜂窝状芯材。本专利技术的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材以瓦楞纸作为基材，大大降低成本，解决目前常见的蜂窝状过滤网成本较高，难以大面积应用的问题，且本专利技术能够在常温常压下，催化氧化去除如甲醛，芳烃，丙酮等挥发性有机污染物，具有风阻小，效率高的特点，在空气净化器和新风系统中具有广阔的应用前景。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1作为本专利技术所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法的一种实施例，本实施例所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，包括以下步骤：(1)选择材质为牛皮纸的B型瓦楞纸5张，其楞高高度为2.5～3.0mm，将其裁切为长为300mm，宽为50mm的瓦楞纸片，每片表面涂上粘接剂，并层层叠加至高为200mm，在胶粘剂的作用下，叠加成长为300mm，宽为200mm的蜂窝状方块，即为蜂窝纸芯；(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据过滤网的厚度和网框的大小对瓦楞纸进行裁切，将裁切后的瓦楞纸通过涂覆粘结剂层叠形成蜂窝状方块，得到蜂窝纸芯；(2)将蜂窝纸芯置于水性浸涂液中浸泡10～30min，取出晒干后，得到改性蜂窝纸芯，其中，所述水性浸涂液含有丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物；(3)将改性蜂窝纸芯浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，将烘干后的蜂窝纸芯再次浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，得到所述瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材。

【技术特征摘要】
1.一种瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据过滤网的厚度和网框的大小对瓦楞纸进行裁切，将裁切后的瓦楞纸通过涂覆粘结剂层叠形成蜂窝状方块，得到蜂窝纸芯；(2)将蜂窝纸芯置于水性浸涂液中浸泡10～30min，取出晒干后，得到改性蜂窝纸芯，其中，所述水性浸涂液含有丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物；(3)将改性蜂窝纸芯浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，将烘干后的蜂窝纸芯再次浸入含有催化剂和溶胶的浆料中，取出烘干，得到所述瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材。2.根据权利要求1所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，其特征在于，所述水性浸涂液中丙烯酸树脂、六甲氧甲基三聚氰胺和纳米无机氧化物的质量比为1:0.18:0.1，所述水性浸涂液中丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺的总质量与水的质量比为1:0.25～0.35。3.根据权利要求1所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制备方法，其特征在于，所述纳米无机氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、硅藻土、膨润土中的至少一种。4.根据权利要求1所述的瓦楞纸蜂窝状空气净化芯材的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自力，石圆圆，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44