一种空气过滤器及其制备方法技术

本发明专利技术属于空气过滤技术领域，公开了一种空气过滤器及其制备方法，本发明专利技术提供的空气过滤器由梯度泡沫钛板先在孔隙内外表面形成TiO

【技术实现步骤摘要】
一种空气过滤器及其制备方法
本专利技术属于空气过滤
，涉及一种空气过滤器及其制备方法，具体涉及一种梯度泡沫钛板孔隙内外表面形成TiO2纳米管电镀沉积纳米NiAg合金的空气过滤器及其制备方法。
技术介绍
现有的空气过滤器具有过滤PM2.5的功效，通过室内空气的强排达到空气净化效果。这些空气过滤器大多采用具有高比表面积的活性炭、氧化铝、沸石、硅胶、离子交换树脂等材料，主要靠吸附作用，随着其使用，吸附能力不断减弱，减弱到一定程度，过滤器就会报废。这类过滤器需清洗，必须定期更换，拆卸很麻烦，维护周期短，如果没有及时更换，净化效果下降甚至造成二次污染。CN109789351A公开了一种空气过滤器滤材、空气过滤包以及空气过滤器单元，通过过滤器的结构设计提高对空气中颗粒的捕集效率，但是结构复杂，仍然是物理吸附。过滤器通常过滤空气中的微小颗粒物、花粉、细菌、病毒、工业废气和灰尘等，常用过滤器的物理吸附能只能满足简单的过滤功能，工业废气难以处理，尤其是新冠疫情爆发的情况下，这类过滤器不能对空气进行进一步的改善，细菌病毒可能会混杂在空气中进入室内，对人造成危害。CN111169256A公开了一种新能源汽车空调过滤器，采用冷触媒作分解层，杀菌层填充高锰酸钾，虽然能分解吸附的有机物，具有较高的净化细菌病毒功能，但是结构仍然复杂，且高锰酸钾易分解，分解后不具有杀灭细菌和病毒功能。CN111265685A公开了一种杀菌装置和汽车空调箱，安装了手动开关或自动开关的至少一深紫外LED灯的杀菌组件，但是其结构复杂，需外接恒流电源，且紫外灯照射易泄漏，对人造成影响。CN210568860U公开了一种泡沫镍消声过滤除菌的船舶用组合式空调，采用泡沫镍消声过滤，TiO2光触媒杀菌，但是，泡沫镍与TiO2结合不紧密，且TiO2本身不具有杀菌功能，可能需外加紫外光源。同时具有消声降噪、吸附有机物并降解、高效灭杀细菌病毒、结构简单、拆卸方便的空气净化过滤器还未见报道。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种空气过滤器及其制备方法，该空气过滤器使用时噪音低，使用寿命长，能够有效分解吸附的有机物，还可以高效杀灭细菌和病毒。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种空气过滤器，该空气过滤器由梯度泡沫钛板为基板先在外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管，然后电镀沉积纳米NiAg合金而成。优选的，所述梯度泡沫钛板内部通孔呈梯度结构设置，所述通孔的稠密程度连续变化且孔密度沿空气流动方向增大。优选的，所述梯度泡沫钛板为矩形，厚度为2～5mm。本专利技术还提供了一种上述空气过滤器的制备方法，包括下列步骤：(1)对梯度泡沫钛板进行清洗处理；(2)将步骤(1)处理好的梯度泡沫钛板在电解液中进行阳极氧化，然后依次洗涤、烘干、焙烧，使所述梯度泡沫钛板的外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管；所述电解液为氢氟酸和硫酸的混合溶液；(3)将步骤(2)处理得到的梯度泡沫钛板作为阴极，室温条件下在电镀液中进行电镀，电镀完毕后洗涤、烘干，得到表面负载有NiAg/TiO2纳米管催化剂的空气过滤器；其中，所述电镀液含有硝酸银0.01mol/L，硫酸镍0.01mol/L，硼酸20g/L，所述电镀液的pH为4.4。优选的，上述制备方法中，所述清洗处理具体为：丙酮中超声除油15分钟，无水乙醇清洗，1mol/L的HF处理10分钟，二次蒸馏水超声清洗3次，烘干。优选的，上述制备方法中，所述电解液中，氢氟酸的浓度为1wt％，硫酸的浓度为1mol/L。优选的，上述制备方法中，所述阳极氧化的电位为20V，时间30～120min。优选的，上述制备方法中，所述焙烧的温度为500℃，所述焙烧的时间为3h。优选的，上述制备方法中，所述电镀的电流密度为5mA/cm2，所述电镀的时间为30～90min。优选的，上述制备方法中，所述阳极氧化的时间为60min，所述电镀的时间为30min。与现有技术相比，本专利技术提供的空气过滤器采用梯度泡沫钛板为基板，在梯度泡沫钛板的内外表面先通过阳极氧化生成TiO2纳米管，然后通过电镀沉积NiAg合金，得到表面负载有NiAg/TiO2纳米管催化剂的空气过滤器。本专利技术提供的空气过滤器中，梯度泡沫钛板可衰减混合空气的声波振动，声能在多孔空隙中摩擦，使通过的声波减弱，起到消声降噪作用。同时，空气中的有机物吸附在梯度泡沫钛板上呈梯度结构易扩散传质，可以更充分地与梯度泡沫钛板内外表面的NiAg/TiO2纳米管催化剂发生作用，生成二氧化碳和水，提高净化效果。此外，TiO2纳米管表面电镀沉积的NiAg合金能提高TiO2纳米管的导电子能力以及NiAg合金对TiO2的协同作用提高TiO2对有机物的催化性能，同时，梯度泡沫钛板吸附的有机物和细菌病毒被吸附、转移到NiAg/TiO2纳米管表面，暗室条件下使得有机物被氧化为CO2和水，细菌病毒的蛋白质被NiAg合金或者NiAg/TiO2纳米管破坏或氧化为CO2和水，从而使得过滤器具有很高的分解有机物和杀灭细菌病毒的能力。NiAg/TiO2纳米管不消耗，过滤器无需拆卸和清洗，延长过滤器的使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1(1)梯度泡沫钛板的前处理：丙酮中超声除油15分钟，无水乙醇清洗，1mol/L的HF处理10分钟，二次蒸馏水超声清洗3次，烘干；(2)梯度泡沫钛板孔隙内外表面TiO2纳米管的形成：将处理好的梯度泡沫钛板在电解液中进行阳极氧化；电解液的组成：1wt％的HF，1mol/L的H2SO4，电解电位20V，电解时间60分钟；电解完毕，去离子水洗涤，烘干，马弗炉中500℃焙烧3小时，使梯度泡沫钛板的外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管；(3)将步骤(2)处理得到的梯度泡沫钛板作为阴极，室温条件下在电镀液中进行电镀，电镀完毕后洗涤、烘干，得到表面负载有NiAg/TiO2纳米管催化剂的空气过滤器；电镀液的组成：AgNO30.01mol/LNiSO40.01mol/LH3BO320g/L电镀液的pH为4.4电镀的电流密度：5mA/cm2电镀时间:30分钟电镀完毕，去离子水洗涤，烘干，得空气过滤器。实施例2：(1)梯度泡沫钛板的前处理：丙酮中超声除油15分钟，无水乙醇清洗，1mol/L的HF处理10分钟，二次蒸馏水超声清洗3次，烘干；(2)梯度泡沫钛板孔隙内外表面TiO2纳米管的形成：将处理好的梯度泡沫钛板在电解液中进行阳极氧化；电解液的组成：1wt％的HF，1mol/L的H2SO4，电解电位20V，电解时间60分钟；电解完毕，去离子水洗涤，烘干，马弗炉中500℃焙烧3小时，使梯度泡沫钛板的的外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管；(3)过滤器的制备：将步骤(2)处理得到的梯度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气过滤器，其特征在于，所述空气过滤器由梯度泡沫钛板为基板先在外表面和通孔内壁形成TiO

【技术特征摘要】
1.一种空气过滤器，其特征在于，所述空气过滤器由梯度泡沫钛板为基板先在外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管，然后电镀沉积纳米NiAg合金而成。


2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：所述梯度泡沫钛板内部通孔呈梯度结构设置，所述通孔的稠密程度连续变化且孔密度沿空气流动方向增大。


3.根据权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：所述梯度泡沫钛板为矩形，厚度为2～5mm。


4.权利要求1～3任一项所述的空气过滤器的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)对梯度泡沫钛板进行清洗处理；
(2)将步骤(1)处理好的梯度泡沫钛板在电解液中进行阳极氧化，然后依次洗涤、烘干、焙烧，使所述梯度泡沫钛板的外表面和通孔内壁形成TiO2纳米管；所述电解液为氢氟酸和硫酸的混合溶液；
(3)将步骤(2)处理得到的梯度泡沫钛板作为阴极，室温条件下在电镀液中进行电镀，电镀完毕后洗涤、烘干，得到表面负...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠剑峰，章琴，鞠一逸，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32