一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器及制备方法，所述复合吸附结构的抗菌过滤器，包括过滤器的壳体，其特征在于：进风盖和出风盖的轴心可拆卸设置有复合吸附结构，复合吸附结构包括一体成型螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴，一体成型的螺旋叶片由球磨后浆料放入磨具中烘干成型而成，本发明专利技术的有益效果是:复合吸附材料设计成螺旋叶片状，不仅增加吸附材料同过滤气体的接触面积，一定程度上螺旋状通道还能有效降低空气风阻，对流吸附区极大地延长滤气体的接触时间；规避了化学还原、微波还原、光催化还原等高温还原法导致氧化石墨烯的失活，防止其团聚，能明显提升复合吸附材料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器及制备方法
：本专利技术属于复合材料
，更具体地涉及一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器及制备方法。
技术介绍
：随着科学技术水平的飞快发展以及工业化和城市化的逐步推进，空气污染情况日益严重。据调查表明，室内空气污染程度远大于室外，特别是人口密集，环境相对密封的地方，随着时间的积累，空气中有着许多有害的物质和细菌，严重的危害到人体的健康。室内空气污染物大致有悬浮颗粒物和气态污染物、微生物、放射性物质几种,室内各种空气污染物会对人体造成程度不一的损害,因此对空气净化技术的研究就显得尤为重要,直接关系到人们工作生活、健康,也关系到社会的稳定发展。目前市场上大部分采用光催化剂和纤维过滤材料作为空气净化产品能够有效除去空气中的挥发性有机物，粉尘离子等，但空气中还存在大量的致病细菌和病毒，传统过滤材料对细菌和病毒的过滤和杀灭较为困难。另外，空气净化器中的过滤材料在使用一段时间后，也容易滋生细菌和病毒，会造成二次污染。现有的方案借助抗菌剂对空气中致病细菌和病毒有一定的杀灭效果，然而其抗菌效果难以长效保证。国家专利技术专利公开了一种磁性-纳米银-石墨烯纳米复合材料的制备方法和应用，利用了Hummers法制备得到氧化石墨烯；再利用溶剂热法在氧化石墨烯上负载四氧化三铁，得到磁性-氧化石墨烯复合材料；用氧化还原法在磁性-氧化石墨烯复合材料上负载纳米银，得到磁性-纳米银-石墨烯纳米复合材料。所得的磁性-纳米银-石墨烯纳米复合材料杀菌效果，但是溶剂热法需要在200度的高温下进行，这样势必导致氧化石墨烯活性降低，这是由于高温会对纳米结构产生不可逆的影响导致的。
技术实现思路
：为解决上述问题，克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器及制备方法，能够有效的解决纳米复合材料的因高温导致活性降低的问题。本专利技术解决上述技术问题的具体技术方案为：具有复合吸附结构的抗菌过滤器，包括过滤器的壳体，所述壳体设置成中空结构，壳体前后两端分别设置有可拆卸的进风盖和出风盖，其特征在于：所述进风盖和出风盖的轴心可拆卸设置有复合吸附结构，所述复合吸附结构包括一体成型螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴，所述出风盖的外侧还设置有与壳体可拆卸连接的活性炭过滤盒。进一步地，所述的固定轴的轴面上对称设置有左手螺旋叶片和右手螺旋叶片，左手螺旋叶片和右手螺旋叶片均与壳体的内壁密封配合构成螺旋状通道，左手螺旋叶片和右手螺旋叶片的螺旋圈数比例是2：1，左手螺旋叶片和右手螺旋叶片之间还设置有对流吸附区，位于对流吸附区的固定轴的轴面上设置有抽风电机和预设数量的接触触头。进一步地，所述的接触触头包括与固定轴的轴面相连的触头柱，触头柱的端部设置有触头。进一步地，所述的抽风电机的转轴设置有用于抽风的风机叶片，抽风电机的电源线穿设固定轴延伸至出风盖的外侧。一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器的制备方法，制备复合吸附结构，所述复合吸附结构包括一体成型的螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴，一体成型的螺旋叶片由球磨后浆料放入磨具中烘干成型而成；球磨后浆料的制备的具体的步骤包括：Ⅰ：氧化石墨烯粉末的制备、纳米银分散液的制备和纳米四氧化三铁粉末的制备；Ⅱ：将制备的纳米四氧化三铁粉末、氧化石墨烯粉末加入到纳米银分散液中，其中纳米银分散液中溶质质量：纳米四氧化三铁粉末：氧化石墨烯粉末的重量份数为1份:1～10份：10～100份；Ⅲ：直接混合配制成分散液，超声2～8h，低温喷雾干燥后得到氧化石墨烯/纳米四氧化三铁/纳米银粉体；Ⅳ：将粘结剂与氧化石墨烯/纳米四氧化三铁/纳米银粉体充分混合均匀，质量比为1:10～50，向上述混合粉体中滴加质量分数为1～10％的聚乙烯醇水溶液直至成糊状，将糊状混合物200r/min球磨1～5h，取球磨后浆料放入磨具中烘干成型。进一步地，所述氧化石墨烯粉末的制备：往250mL的反应瓶，加入50～200mL的浓硫酸，搅拌下加入1～5g石墨粉和0.5～3g硝酸钠的固体混合物，再分次加入5～15g高锰酸钾，控制反应温度在0～20℃，搅拌反应30～120min，然后升温到30～50℃，继续搅拌30～60min，再缓慢加入100～200mL的去离子水，温度控制在60～90℃，续拌5～20min后，并加入1～10mL双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色，趁热过滤，并用1～10％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止，最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥，得到氧化石墨烯粉末；所述纳米银分散液的制备：往浓度为0.1～10mg/mL的硝酸银溶液加入还原剂，搅拌反应30～120min，把反应液用去离子水将杂质洗涤干净，得到纳米银分散液；所述纳米四氧化三铁粉末的制备：将5～50mg的三氯化铁,溶于20～100mL的乙二醇中,然后加入10～200mg的氢氧化钠,超声分散均匀,再将上述制备好的混合物转移入水热反应釜,在80～200℃下进行水热处理,再把反应液用去离子水洗涤反应物,并用离心机除去乙二醇溶液和多余的氢氧化钠，最后烘干得到纳米四氧化三铁粉末。进一步地，粘结剂为聚丙烯粉末，所述还原剂为柠檬酸钠或聚乙二醇或抗坏血酸中的一种或两种以上的混合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术将复合吸附材料设计成螺旋叶片状，不仅增加吸附材料同过滤气体的接触面积，一定程度上螺旋状通道还能有效降低空气风阻，特别是螺旋圈数比例是2：1的左手螺旋叶片和右手螺旋叶片之间还设置有对流吸附区，位于对流吸附区的固定轴的轴面上设置有抽风电机和预设数量的接触触头，极大地延长滤气体的接触时间，有效地缓解氧化石墨烯/纳米四氧化三铁/纳米银复合吸附材料作用时间较长的弊端；本专利技术摒弃了传统的高温逐步反应的手段，规避了化学还原、微波还原、光催化还原等高温还原法导致氧化石墨烯的失活，获得氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银复合吸附材料，该复合吸附材料对大肠杆菌杀灭能力是纳米银的4倍，具有磁性的纳米四氧化三铁本身也是一种高效催化剂，不仅能促进氧化石墨烯吸附的有害气体的分解，还能够给活性氧化石墨烯提供活性位点，有效地保护纳米银，进一步地促进抑菌效果，尤其是本法能够将氧化石墨烯对纳米银/纳米四氧化三铁的保护作用，防止其团聚，能明显提升复合吸附材料的使用寿命。附图说明：附图1是本专利技术过滤器内部结构示意图；附图2是本专利技术实施例1大肠杆菌抑菌试验示意图；附图3是本专利技术对比例3大肠杆菌抑菌试验示意图；附图4是本专利技术对比例4大肠杆菌抑菌试验示意图；附图5是本专利技术对比例5大肠杆菌抑菌试验示意图；附图6是本专利技术对比例6大肠杆菌抑菌试验示意图；附图7是本专利技术空白组大肠杆菌抑菌试验示意图；附图中：1.进风盖、2.固定轴、3.壳体、4.左手螺旋叶片、5.触头柱、6.触头、7.风机叶片、8.抽风电机、9.右手螺旋叶片、10.出风盖、11.活性炭过滤盒。具体实施方式：在本专利技术的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器，包括过滤器的壳体（3），所述壳体（3）设置成中空结构，壳体（3）前后两端分别设置有可拆卸的进风盖（1）和出风盖（10），其特征在于：所述进风盖（1）和出风盖（10）的轴心可拆卸设置有复合吸附结构，/n所述复合吸附结构包括一体成型螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴（2），所述出风盖（10）的外侧还设置有与壳体（3）可拆卸连接的活性炭过滤盒（11）。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器，包括过滤器的壳体（3），所述壳体（3）设置成中空结构，壳体（3）前后两端分别设置有可拆卸的进风盖（1）和出风盖（10），其特征在于：所述进风盖（1）和出风盖（10）的轴心可拆卸设置有复合吸附结构，
所述复合吸附结构包括一体成型螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴（2），所述出风盖（10）的外侧还设置有与壳体（3）可拆卸连接的活性炭过滤盒（11）。


2.根据权利要求1所述的具有复合吸附结构的抗菌过滤器，其特征在于所述的固定轴（2）的轴面上对称装配有左手螺旋叶片（4）和右手螺旋叶片（9），左手螺旋叶片（4）和右手螺旋叶片（9）均与壳体（3）的内壁密封配合构成螺旋状通道，左手螺旋叶片（4）和右手螺旋叶片（9）的螺旋圈数比例是2：1，左手螺旋叶片（4）和右手螺旋叶片（9）之间还设置有对流吸附区，位于对流吸附区的固定轴（2）的轴面上设置有抽风电机（8）和预设数量的接触触头。


3.根据权利要求2所述的具有复合吸附结构的抗菌过滤器，其特征在于所述的接触触头包括与固定轴（2）的轴面相连的触头柱（5），触头柱（5）的端部设置有触头（6）。


4.根据权利要求1所述的具有复合吸附结构的抗菌过滤器，其特征在于所述的抽风电机（8）的转轴设置有用于抽风的风机叶片（7），抽风电机（8）的电源线穿设固定轴（2）延伸至出风盖（10）的外侧。


5.一种具有复合吸附结构的抗菌过滤器的制备方法，其特征在于制备权利要求1-4任意一项所述复合吸附结构，所述复合吸附结构包括一体成型的螺旋叶片及与螺旋叶片的轴心装配的固定轴（2），一体成型的螺旋叶片或接触触头均由球磨后浆料放入磨具中烘干成型而成；球磨后浆料的制备的具体的步骤包括：
Ⅰ：氧化石墨烯粉末的制备、纳米银分散液的制备和纳米四氧化三铁粉末的制备；
Ⅱ：将制备的纳米四氧化三铁粉末、氧化石墨烯粉末加入到纳米银分散液中，其中纳米银分散液中溶质质量：纳米四氧化三铁粉末：氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：路广，刘同浩，马乐，李磊，任晓弟，韩卫，
申请(专利权)人：山东金利特新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37