一种兼具抗菌消毒及净化VOCs功能的滤材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及大气污染控制技术领域，尤其涉及一种兼具抗菌消毒及净化VOCs功能的滤材及其制备方法。所述滤材的制备方法，包括：以ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种兼具抗菌消毒及净化VOCs功能的滤材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及大气污染控制
，尤其涉及一种兼具抗菌消毒及净化VOCs功能的滤材及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济水平的提高，人们对室内空气的质量要求越来越高；然而，室内空气中含有大量的细菌、病毒、体味、呼吸气味、挥发性有机物(VOCs)、烟味及餐饮油烟等，细菌、病毒微生物污染一旦在空气中发生，就会大大增加人们通过空气途径感染疾病的几率，近年来室内空气微生物污染造成人体健康影响的案例时有发生，甚至危及生命也并非罕见。同时，若室内VOCs浓度超标，由于VOCs具有较强的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。
[0003]现有净化技术以高效滤材和活性碳吸附为主，高效滤材对PM2.5、PM10及菌原体可以起到一定的拦截作用，但是不能快速杀灭菌原体，依然存在传播的风险；活性炭对于部分VOCs可以起到良好的吸附作用，但是吸附饱和后如果不及时更换，会对空气造成二次污染，而且更换掉的活性炭属于危废物，必须经过专门处理。
[0004]现有熔喷布采用驻极以赋予抗菌特性，驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介质材料，具有高效率、低流阻、抗菌、节能等优点，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用基础上，增加了静电吸附作用。驻极处理使得过滤材料纤维带有电荷，结合熔喷超细纤维材料致密的特点，因此带电纤维间形成了大量的电极，带电纤维不仅能够像磁铁一样吸引环境中大部分的带电微粒，同时也可将未带电的部分颗粒极化，进而吸附一些粒径较小的污染物，甚至病毒这种纳米级的物质也可进行静电吸附或电荷相斥阻隔。而驻极产生电荷吸附仅满足较短的有效时间，仅适用于一次性产品，无法维持较长时间乃至VOCs的治理需求。
[0005]静电除尘技术利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上，起到净化空气的作用，但静电除尘易产生臭氧，高浓度臭氧会对人体造成伤害，且该技术仅能治理颗粒物污染，不能治理VOCs等有害气体，除菌效率低，而且设备复杂，安装和维护难度大，不适合在列车车厢安装使用。
[0006]因而，提供一种同时具有抗菌和抗病毒功能、加工工艺简单且具有净化VOCs功能的滤材成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种滤材的制备方法，由该方法制得的滤材兼具抗菌消毒及净化VOCs功能；本专利技术的另一目的在于提供上述方法制得的滤材。
[0008]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种滤材的制备方法，包括：
[0010]以ZSM
‑
5分子筛、HY分子筛、六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·
6H2O)、硝酸锰(Mn(NO3)2)和三水硝酸铜(Cu(NO3)2·
3H2O)为原料，在硼氢化钠和氮化剂的作用下进行水热合成反应，得
抗菌消毒粉体；
[0011]将木浆纤维、玻璃纤维和所述抗菌消毒粉体混合，得成型前驱液；
[0012]将所述成型前驱液经高浓成型器抄造制成滤材。
[0013]本专利技术发现，通过上述方案，可制得具有抗菌、抗病毒功能，且具有净化VOCs功能的滤材。
[0014]其中，ZSM
‑
5分子筛和HY分子筛具有高比表面积和强吸附性能，能捕获更多细菌和病毒颗粒，二者在与六水合硝酸锌、硝酸锰、三水硝酸铜混合并在硼氢化钠和氮化剂的作用下经水热合成反应，可利用金属强酸位实现最大程度抗菌消毒作用及快速催化氧化VOCs组分的功效；进一步将水热合成反应产物与木浆纤维、玻璃纤维混合，制成的滤材较现有同类抗菌净化材料具有更显著的抗菌净化性能且具有更高的VOCs净化率。
[0015]本领域人员可按照公知常识设置工艺中的其它参数，其均可以得到与本专利技术上述描述相当的效果。不过，关于其它参数也存在更优的技术方案，为此，本专利技术进一步进行了探究并得到如下的优选方案。
[0016]作为优选，所述ZSM
‑
5分子筛中，SiO2/Al2O3＞300；
[0017]作为优选，所述HY分子筛中，SiO2/Al2O3＞80；采用上述ZSM
‑
5分子筛和HY分子筛作为原料，所得滤材的吸附性能更佳。
[0018]作为优选，所述氮化剂选自氨水、四甲基碳酸氢铵中的一种或两种；采用上述氮化剂可在水热合成过程中调节分子筛表面酸、碱强度，有利于提高材料的抗菌消毒及净化VOCs功能。
[0019]作为优选，所述制备方法包括：
[0020]S1、将ZSM
‑
5分子筛、HY分子筛和水混合，而后将混合液的pH调为7，得溶液A；
[0021]将六水合硝酸锌、硝酸锰、三水硝酸铜和水混合，而后将混合液的pH调为7，得溶液B；
[0022]S2、将所述溶液A、所述溶液B、硼氢化钠和氮化剂混合，而后进行水热合成反应，反应结束后经压滤、干燥(80℃)，得抗菌消毒粉体；
[0023]将木浆纤维、玻璃纤维和水进行润胀处理，经高速强力搅拌均匀后进行脱水，得混合纤维；
[0024]S3、将部分分散剂和H2O按照质量比1:600混合，得溶液C；
[0025]将所述抗菌消毒粉体、所述混合纤维和所述溶液C混合，得混合溶液；
[0026]将剩余部分分散剂分多次(优选3次)加入所述混合溶液，且相邻两次加入的时间间隔为30
±
5min，得成型前驱液；
[0027]S4、将所述成型前驱液制成滤材。
[0028]作为优选，S1步骤的溶液A中，按质量比计，ZSM
‑
5分子筛：HY分子筛：水＝(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(7
‑
10)；
[0029]作为优选，S1步骤的溶液B中，按质量比计，六水合硝酸锌：硝酸锰：三水硝酸铜：水＝(3
‑
6)：(1
‑
10)：(5
‑
8)：(4
‑
20)；
[0030]作为优选，按质量比计，六水合硝酸锌、硝酸锰和三水硝酸铜的总质量：ZSM
‑
5分子筛和HY分子筛的总质量＝(0.03
‑
0.08)：1。
[0031]进一步地，S1步骤的溶液A中，以HNO3为pH调节剂；
[0032]进一步地，S1步骤的溶液B中，以氨水为pH调节剂。
[0033]作为优选，S2步骤中，按质量比计，硼氢化钠：氮化剂：S1步骤中的三水硝酸铜＝(1
‑
1.5)：(1
‑
1.8)：2。
[0034]作为优选，S2步骤中，所述混合在超声作用下进行；所述超声的频率为20
‑
80kHz，时间为2
‑
4h；在上述条件下进行超声混合，可使物料混合更均匀，为后续水热合成反应奠定了基础。
[0035]作为优选，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤材的制备方法，其特征在于，包括：以ZSM
‑
5分子筛、HY分子筛、六水合硝酸锌、硝酸锰和三水硝酸铜为原料，在硼氢化钠和氮化剂的作用下进行水热合成反应，得抗菌消毒粉体；将木浆纤维、玻璃纤维和所述抗菌消毒粉体混合，得成型前驱液；将所述成型前驱液经高浓成型器抄造制成滤材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZSM
‑
5分子筛中，SiO2/Al2O3＞300；和/或，所述HY分子筛中，SiO2/Al2O3＞80；和/或，所述氮化剂选自氨水、四甲基碳酸氢铵中的一种或两种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，包括：S1、将ZSM
‑
5分子筛、HY分子筛和水混合，而后将混合液的pH调为7，得溶液A；将六水合硝酸锌、硝酸锰、三水硝酸铜和水混合，而后将混合液的pH调为7，得溶液B；S2、将所述溶液A、所述溶液B、硼氢化钠和氮化剂混合，而后进行水热合成反应，反应结束后经压滤、干燥，得抗菌消毒粉体；将木浆纤维、玻璃纤维和水进行润胀处理，经高速强力搅拌均匀后进行脱水，得混合纤维；S3、将部分分散剂和H2O按照质量比1:600混合，得溶液C；将所述抗菌消毒粉体、所述混合纤维和所述溶液C混合，得混合溶液；将剩余部分分散剂分多次加入所述混合溶液，且相邻两次加入的时间间隔为30
±
5min，得成型前驱液；S4、将所述成型前驱液制成滤材。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S1步骤的溶液A中，按质量比计，ZSM
‑
5分子筛：HY分子筛：水＝(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(7
‑
10)。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，S1步骤的溶液B中，按质量比计，六水合硝酸锌：硝酸锰：三水硝酸铜：水＝(3
‑
6)：(1
‑
10)：(5
‑
8)：(4
‑
20)；优选地，按质量比计，六水合硝酸锌、硝酸锰和三水硝酸铜的总质量：ZSM
‑
5分子筛和HY分子筛的总质量＝(0.03
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴磊昌，史东军，苗发宏，郭行，潘涛，
申请(专利权)人：北京泷涛环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：