一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯制造技术

本发明专利技术涉及一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，包括依次连接的初级过滤膜、颗粒物过滤膜和化学物过滤膜，颗粒物过滤膜为木质素气凝胶层，初级过滤膜的材质为驻极体材料、化学物过滤膜的材质为纳米矿晶炭。与传统过滤材料过滤机理不同，本发明专利技术的木质素气凝胶的空气过滤以扩散为主，而不是撞击截留方式，过滤效果更好，能够过滤粒径更小的颗粒物，为新型高性能空气过滤器的设计提供新的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯
本专利技术涉及空气滤芯领域，更具体地，涉及一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯。
技术介绍
空气细颗粒物是指大量悬浮在空气中的细小颗粒，大多处在微米级和纳米级。目前空气细颗粒物造成了严重的大气污染，已经成为一个日益严重的环境问题。空气细颗粒物除了在能见度、辐射强迫和气候变化方面对我们生活环境的有害影响外，有机或无机化合物颗粒物还有可能含有微量金属，对健康造成一定影响，如呼吸和心血管疾病。特别是粒径为0.1μm(PM0.1)以下的污染物颗粒，具有较高的反应活性和易对人体健康带来潜在的危害。对于现有的空气滤芯，大多是HEPA过滤器结构，过滤的原理是颗粒物撞击滤芯的纤维，达到截留颗粒物的效果。但是，颗粒尺寸≥0.3μm的颗粒物依赖于惯性撞击(如颗粒物直接撞击纤维而非随气流改变运动方向)，从而使得该尺寸以上的颗粒吸附于纤维上。而颗粒小于0.1μm的超细颗粒的主要过滤机制依赖于粒子表现出明显的超低频布朗扩散(即与气体分子碰撞引起的随机运动)，才得以过滤拦截。因此，粒径约为0.3μm的颗粒是常规纤维高效过滤器的一个临界值，粒径大于0.3μm的颗粒相对容易地被过滤，小于该值的也能拦截但过滤效率会有所降低，而小于0.1μm的超细颗粒物则难以过滤。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术中过滤器对于粒径小于0.3μm的颗粒过滤效率降低或无法过滤的问题，提供一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，采用木质素气凝胶，能够过滤超细颗粒物。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，包括依次连接的初级过滤膜、颗粒物过滤膜和化学物过滤膜，所述颗粒物过滤膜为木质素气凝胶层。对原始空气处理时，气体先通过初级过滤膜，可去除大粒径的颗粒物；然后气体经过微观结构为蜂窝状的木质素气凝胶制成的颗粒物过滤膜,木质素气凝胶是一种阻力小但过滤效果极好的吸附剂，木质素气凝胶过滤材料的空气过滤以扩散为主，而不是撞击或截留方式对空气颗粒物进行过滤，因此可以吸附空气中的超细颗粒物和极细颗粒物；最后通过化学物过滤膜，吸附甲醛等挥发性有机化合物，特别时一些对人体健康不利的有毒气体，对空气进行深度的净化。通过利用木质素气凝胶的吸附作用除去极细颗粒物(粒径小于1μm的颗粒物)和超细颗粒物(粒径小于0.1μm的颗粒物)等污染物，最后再利用化学过滤层进行深度净化，处理化学性污染物，使得整个滤芯的净化效果最大化。优选的，所述初级过滤膜可以为合成纤维棉过滤网或驻极体过滤膜等结构，在本方案中，采用的是驻极体过滤膜，而所述化学物过滤膜可以为活性炭等能够吸附化学物的吸附物质组成的过滤膜，在本方案中，采用的是纳米矿晶炭作为化学物过滤膜。驻极体过滤膜为驻极体过滤材料制成，能够过滤常规细颗粒物(粒径小于10μm的颗粒物)的吸附。纳米矿晶炭层由纳米矿晶炭制成，能够对空气中的甲醛等气体化学物进行吸附，而纳米矿晶炭比起活性炭，孔隙更小，能够吸附更加的化学物，使用寿命更长。优选的，还包括设置有镂空部的外壳，所述初级过滤膜、所述颗粒物过滤膜和所述化学物过滤膜均安装于所述镂空部内。将初级过滤膜、颗粒物过滤膜和化学物过滤膜裁切为与镂空部贴合的规格尺寸并依次排好后，装入外壳的镂空部内，卡扣连接、紧固件连接等连接方法与外壳实现固定连接，构成滤芯。优选的，所述镂空部设置有安装槽，所述安装槽的两侧设置有用于固定过滤层的夹扣。安装槽位于外壳的内圈即镂空部的边缘位置，将过滤膜的边缘卡入安装槽内，并通过安装槽内的夹扣进行固定。夹扣的材质为软质材料如聚氨酯等兼具摩擦力和缓冲能力的橡胶材料，可以避免夹伤过滤膜，同时也可以夹紧过滤膜。优选的，所述外壳分为第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和所述第二夹紧部均包括所述安装槽和所述夹扣。外壳划分两个部分，镂空槽变为不闭合的结构，在安装过滤膜的时候，先将过滤膜安装入第一夹紧部的安装槽内，然后再装入第二夹紧部的安装槽内，同时第二夹紧部和第一夹紧部重新组装成外壳。优选的，所述外壳设置有三个，所述初级过滤膜、所述颗粒物过滤膜和所述化学物过滤膜独立安装于所述外壳内，构成三个过滤层。三个过滤膜分别装在三个外壳内，再将三个外壳依次连接构成滤芯。在某一个过滤膜达到寿命的极限，可以单独将含有该过滤膜的外壳和过滤膜拆出，进行维护更换，更加方便快捷。优选的，所述外壳之间可拆卸连接。外壳与外壳之间可以通过卡扣、紧固件等连接方式进行连接，构成一个可拆卸的滤芯结构，方便过滤层的更换。优选的，所述外壳的侧壁镶嵌有磁条，所述外壳之间通过所述磁条连接。该结构令外壳和外壳之间的连接不需要卡槽、卡扣或紧固件即可直接安装，安装和拆卸均简单快捷。同时，外壳和外壳之间的相对位置不需要非常精确，在一定位置范围内都可以满足吸合要求，从而降低了对外壳与外壳的装配工艺要求，降低了生产过程的成本和不合格率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与传统过滤材料过滤机理不同，本专利技术的木质素气凝胶的空气过滤以扩散为主，而不是撞击截留方式，过滤效果更好，能够过滤粒径更小的颗粒物，为新型高性能空气过滤器的设计提供新的方向；木质素气凝胶由过造纸工业的低成本副产品获得，成本较低，能够降低滤芯的成本；木质素气凝胶由交联木质素细胞壁组成，细胞壁之间有微米大小的管状通道，与由随机缠绕的纤维制成的空气过滤器相比，它能有效地降低气凝胶在过滤过程中的空气流动阻力，加快空气过滤的效率。附图说明图1是本专利技术的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的主视结构示意图。图2是本专利技术的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的横截面结构示意图；图3是本专利技术的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的实施例2结构示意图；图4是本专利技术的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的实施例2颗粒物过滤膜与外壳的结构示意图；图5是本专利技术的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的实施例2颗粒物过滤膜与外壳的横截面结构示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体描述：实施例1如图1-2所示为一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯的实施例，包括依次连接的初级过滤膜1、颗粒物过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，其特征在于，包括依次连接的初级过滤膜(1)、颗粒物过滤膜(2)和化学物过滤膜(3)，所述颗粒物过滤膜(2)的材质为木质素气凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，其特征在于，包括依次连接的初级过滤膜(1)、颗粒物过滤膜(2)和化学物过滤膜(3)，所述颗粒物过滤膜(2)的材质为木质素气凝胶。


2.根据权利要求1所述的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，其特征在于，所述初级过滤膜(1)的材质为驻极体材料、所述化学物过滤膜(3)的材质为纳米矿晶炭。


3.根据权利要求1所述的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，其特征在于，还包括设置有镂空部(4)的外壳(5)，所述初级过滤膜(1)、所述颗粒物过滤膜(2)和所述化学物过滤膜(3)均安装于所述镂空部(4)内。


4.根据权利要求3所述的一种高效吸附空气细颗粒物的滤芯，其特征在于，所述镂空部(4)设置有安装槽(6)，所述安装槽(6)的两侧设置有用于固定过滤膜的夹扣(7)。


5.根据权利要求4所述的一种高效吸附空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志生，梁锡冠，洪新茹，张华刚，欧耀春，梁晶晶，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44