一种空气滤芯材料、其制备方法及空气滤芯技术

本发明专利技术公开了一种空气滤芯材料、其制备方法及空气滤芯，该方法包括以下步骤：1）分子筛预处理；2）加入到NaCl溶液中，超声下浸泡，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌得到分子筛悬浮液；3）将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌，在加热下反应，过滤，固体产物干燥；4）将步骤3）的产物煅烧，研磨，得到空气滤芯材料。本发明专利技术提供的空气滤芯材料以多孔结构的分子筛作为基材，通过在分子筛上负载Rh@MnO2‑

【技术实现步骤摘要】
一种空气滤芯材料、其制备方法及空气滤芯


[0001]本专利技术涉及过滤材料领域，特别涉及一种空气滤芯材料、其制备方法及空气滤芯。

技术介绍

[0002]在如今经济高度发达的时代，空气污染的情况也越来越严重，空气中的污染物除了有以气溶胶状态存在的悬浮颗粒物外，还有以分子状态存在的气态污染物（硫氧化物、氮氧化物、有机化合物VOCs等）。所以，空气的净化，尤其是室内空气净化对人们的身体健康很重要，目前广泛采用空气净化器实现，其中的滤芯是关键材料，活性炭是传统的空气滤芯材料，例如，专利CN103463868B公开的一种活性炭空气滤芯及其制备方法，但活性炭的孔隙率有限，容易吸附饱和。分子筛具有高空隙量和强稳定性，目前已被作为空气滤芯材料广泛应用，例如专利CN110465136A公开的一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法、CN106902574B公开的一种基于玻璃纤维和氧化铝纤维骨架的空气净化滤芯及其制备方法和应用、CN108786295A公开的一种室内空气净化滤芯的制备方法等。传统的分子筛空气滤芯材料主要通过物理吸附作用实现净化，导致对氨氮、甲醛等有机化合物的去除率较差，难以满足用户的需求。所以，现在有必要对现有技术进行改进，以提供更可靠的方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种空气滤芯材料、其制备方法及空气滤芯。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种空气滤芯材料的制备方法，包括以下步骤：1）将分子筛煅烧，冷却后加入到盐酸溶液中浸泡，过滤，去离子水洗涤至中性，得到预处理后的分子筛；2）将预处理后的分子筛加入到NaCl溶液中，超声下浸泡，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌得到分子筛悬浮液；3）将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌，在加热下反应，过滤，固体产物干燥；4）将步骤3）的产物煅烧，研磨，得到空气滤芯材料。
[0005]优选的是，所述功能性添加剂包括：醋酸锰的乙醇溶液、硝酸镧的乙醇溶液和十二羰基合四铑的正己烷溶液。
[0006]优选的是，所述步骤1）具体为：将粒径为2
‑
20μm的分子筛在240
‑
350℃下煅烧1
‑
4h，冷却后加入到质量浓度为5
‑
25%的盐酸溶液中浸泡1
‑
5h，过滤，去离子水洗涤至中性，得到预处理后的分子筛；所述分子筛为X型、Y型、或ZSM
‑
5分子筛。
[0007]优选的是，所述步骤2）具体为：将预处理后的分子筛加入到0.2
‑
2mol/L的NaCl溶液中，超声下浸泡0.5
‑
3h，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌15
‑
60min，
得到分子筛悬浮液；其中，乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:1。
[0008]优选的是，所述步骤3）具体为：将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌5
‑
45min，在140
‑
250℃、0.5
‑
1.8MPa下反应8
‑
16h，过滤，固体产物真空干燥；所述功能性添加剂包括：浓度为10
‑
65mg/mL的醋酸锰的乙醇溶液、浓度为2
‑
16mg/mL的硝酸镧的乙醇溶液和浓度为0.1
‑
1.5mg/mL十二羰基合四铑的正己烷溶液。
[0009]优选的是，所述步骤3）中，按照质量比，醋酸锰的添加量为分子筛的45
‑
150%，硝酸镧的添加量为分子筛的3
‑
28%，十二羰基合四铑的添加量为分子筛的0.05
‑
2.2%。
[0010]优选的是，所述步骤4）具体为：将步骤3）的产物在400
‑
580℃下煅烧2
‑
6h，研磨，得到空气滤芯材料。
[0011]优选的是，该空气滤芯材料的制备方法包括以下步骤：1）将粒径为5
‑
10μm的ZSM
‑
5分子筛在320℃下煅烧2h，冷却后加入到质量浓度为10%的盐酸溶液中浸泡3h，过滤，去离子水洗涤至中性，得到预处理后的分子筛；2）将预处理后的分子筛加入到0.5mol/L的NaCl溶液中，超声下浸泡2h，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌45min，得到分子筛悬浮液；其中，乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:1。
[0012]3）将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌30min，在220℃、1.2MPa下反应10h，过滤，固体产物真空干燥；所述功能性添加剂包括：浓度为45mg/mL的醋酸锰的乙醇溶液、浓度为10mg/mL的硝酸镧的乙醇溶液和浓度为0.5mg/mL十二羰基合四铑的正己烷溶液；其中，按照质量比，醋酸锰的添加量为分子筛的135%，硝酸镧的添加量为分子筛的12%，十二羰基合四铑的添加量为分子筛的0.1%；4）将步骤3）的产物在450℃下煅烧4h，研磨，得到空气滤芯材料。
[0013]本专利技术还提供一种空气滤芯材料，其通过如上所述的方法制备得到。
[0014]本专利技术还提供一种空气滤芯，所述滤芯包括滤芯主体以及填充在所述滤芯主体内的如上所述的空气滤芯材料；所述滤芯主体包括多层间隔设置的滤网，相邻滤网之间形成夹层，所述空气滤芯材料填充在所述夹层内。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的空气滤芯材料以多孔结构的分子筛作为基材，通过在分子筛上负载对氨氮、TVOC气体具备强氧化与催化活性的Rh@MnO2‑
La2O复合活性粒子，赋予了空气滤芯材料对气体污染物极强的氧化分解净化作用，使得其兼具物理吸附和化学净化污染气体的功能，从而可以显著提升滤芯材料的空气净化效果；本专利技术中的Rh@MnO2‑
La2O3复合活性粒子中，过渡金属氧化物MnO2为催化活性组分，对甲醛、氨氮气体等具有催化氧化活性；其中，+6价的铑具有高氧化电位，有强氧化性，是氧化降解氨氮、TVOC气体的活性组分，能够极大增强滤芯材料对氨氮、TVOC气体污染物的净化效果；其中，稀土镧对氧、氨氮具有高亲和力，一方面提高了对氨氮的吸附效果，另一方面通过增大Rh@MnO2‑
La2O3复合活性粒子表面氧含量，从而能够显著提升MnO2的催化氧化活性和铑的氧化活性，从而提升复合活性粒子整体的氧化降解污染气体的性能，且在复合活
性粒子形成的过程中，稀土镧还能够起到促进贵金属铑在粒子中的均匀分散，从而能充分发挥铑的强氧化功效。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的实施例4中的空气滤的结构示意图；图2为氨气去除率的测试结果；图3为甲醛去除率的测试结果；附图标记说明：1—滤芯主体；2—滤网。
具体实施方式
[0017]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气滤芯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将分子筛煅烧，冷却后加入到盐酸溶液中浸泡，过滤，去离子水洗涤至中性，得到预处理后的分子筛；2）将预处理后的分子筛加入到NaCl溶液中，超声下浸泡，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌得到分子筛悬浮液；3）将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌，在加热下反应，过滤，固体产物干燥；4）将步骤3）的产物煅烧，研磨，得到空气滤芯材料。2.根据权利要求1所述的空气滤芯材料的制备方法，其特征在于，所述功能性添加剂包括：醋酸锰的乙醇溶液、硝酸镧的乙醇溶液和十二羰基合四铑的正己烷溶液。3.根据权利要求2所述的空气滤芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）具体为：将粒径为2
‑
20μm的分子筛在240
‑
350℃下煅烧1
‑
4h，冷却后加入到质量浓度为5
‑
25%的盐酸溶液中浸泡1
‑
5h，过滤，去离子水洗涤至中性，得到预处理后的分子筛；所述分子筛为X型、Y型、或ZSM
‑
5分子筛。4.根据权利要求3所述的空气滤芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）具体为：将预处理后的分子筛加入到0.2
‑
2mol/L的NaCl溶液中，超声下浸泡0.5
‑
3h，过滤，去离子水洗涤，然后加入到乙醇水溶液中，搅拌15
‑
60min，得到分子筛悬浮液；其中，乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:1。5.根据权利要求4所述的空气滤芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）具体为：将功能性添加剂加入到分子筛悬浮液中，搅拌5
‑
45min，在140
‑
250℃、0.5
‑
1.8MPa下反应8
‑
16h，过滤，固体产物真空干燥；所述功能性添加剂包括：浓度为10
‑
65mg/mL的醋酸锰的乙醇溶液、浓度为2
‑
16mg/mL的硝酸镧的乙醇溶液和浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘李杰，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：小行星科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：