本发明专利技术公开的一种基于羊毛纤维的功能性空气过滤材料的制备方法，包括基材的选择，织物结构设计方法和纳米光催化整理方法，按以下步骤进行，选用羊毛纤维为基材，将羊毛纤维编织成织物，织物经纬密采用空筘空纬设计方法，经密３０根／ｃｍ、纬密３５根／ｃｍ，织物组织采用凸条组织结构，再采用直接浸涂法对编织成的织物进行纳米光催化整理。本发明专利技术方法制得的功能性空气过滤材料具有突出的净化室内空气的功能，可以满足人们对室内空气品质的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备
，涉及一种空调用的空气过滤材料的制备 方法，特别涉及。
技术介绍
室内环境是人类生存和进行各种活动的重要场所，室内的各种人类活动 如室内装修、厨房燃料燃烧、吸烟及空调的使用等所带来的室内空气污染及 对健康的影响问题日趋突出。提高室内空气品质的一个重要的措施是使用空气过滤技术。普通的空气过滤材料只能阻挡颗粒物，不能降解有害气体和挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)，同时又是细菌滋生的温床，易造成空气 二次污染，不能满足人们对室内空气品质的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于羊毛纤维的功能性空气过滤材料的制 备方法，该方法制备得到的空气过滤材料，在去除颗粒物的同时更能抗菌、 去除有害气体和VOCs。本专利技术所采用的技术方案是， 一种基于羊毛纤维的功能性空气过滤材料 的制备方法，按以下步骤进行，a. 选用羊毛纤维作为基材；b. 将羊毛纤维编织成织物，织物经纬密设计采用空筘空纬设计方法，经 密30根/cm、纬密35根/cm，织物组织采用凸条组织结构；c. 制备纳米Ti02光催化分散液d. 将上述编织成的织物采用直接浸涂法进行纳米光催化整理在室温下，将步骤b编织成的织物浸入步骤c制得的纳米Ti02光催化分 散液中，至少30分钟后取出，然后放入电热鼓风干燥箱中在5(TC 9(rC下 烘干20min 50min，即制得本专利技术的功能性空气过滤材料。本专利技术的有益效果如下-1. 本专利技术选用天然羊毛纤维作为基材，由于羊毛纤维对甲醛具有吸附作 用，并且羊毛纤维本身可以将甲醛降解，这是有别于现有空气过滤材料的显 著特点，避免了普通过滤材料本身所造成的二次污染，使本专利技术制备得到的 过滤材料成为一个彻底的环保产品，与现有的空气过滤材料相比具有更突出 的环保应用价值。2. 本专利技术对空气过滤材料的织物结构设计进行了一系列优选限定，经纬 密设计采用了空筘空纬设计方案，织物经纬密度保持了间断一致；经密30 根/cm、纬密35根/cm，既保证了空调滤料应有的机械强度，又使滤料具有 较好的透气性，从而减小了滤料的阻力；织物组织采用凸条组织，增加了织 物的比表面积，使该滤料对有害气体的吸附量增加，且织物透气性较好，从 而滤料阻力较小。这些一系列的优选限定，使得本专利技术制备的材料能够更近 一步取得提高过滤效率、降低过滤阻力的优良过滤效果。3. 由于本专利技术中对以羊毛纤维为基材的功能性空气过滤材料进行了纳 米光催化整理，进一步提高了甲醛及其它有害气体和VOCs的降解速度，使 该功能性空气过滤材料具有稳定的光催化效果及良好的抗菌功能，更充分发 挥该空气过滤材料净化空气的作用。4. 由于羊毛纤维具有天然的吸附性能，可以使有害气体在羊毛纤维上得到很好的富集，因而有害气体在羊毛纤维上得到多倍的浓縮，从而可以弥补 光催化对室内低浓度污染物降解速率低的缺点，有效提高光催化的效率，更 充分体现本专利技术制备的空气过滤材料突出的净化室内空气的效果。 附图说明附图是本专利技术制备的材料凸条组织织物上机图。 具体实施例方式下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 本专利技术空气过滤材料的制备方法，按以下步骤进行，a. 选用羊毛纤维作为基材；b. 将羊毛纤维编织成织物，织物经纬密设计采用空筘空纬设计方法，经 密30根/cm、纬密35根/cm，织物组织采用凸条组织结构；c. 制备光催化剂分散液取一定量的阴离子表面活性剂作为分散剂溶于水，混合均匀后再加入定 量的纳米Ti02粉体，由低速(0 3000r/min)到高速(7000 10000 r/min) 剪切20 50min后再加入一定量聚乙二醇(PEG20000)，超声波分散10 20min后，再高速(7000 10000r/min)剪切20 50min，制得纳米1102光 催化分散液；阴离子表面活性剂可以是六偏磷酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基溴代 十四烷基吡啶等，加入的阴离子表面活性剂和聚乙二醇的总质量不超过Ti02 质量的1%,其中聚乙二醇的质量应大于Ti02质量的0.3% 0.5%。本专利技术 使用的是频率为20kHZ的超声波细胞粉碎机，超声功率控制在450 650W 内。d. 将上述编织成的织物采用直接浸涂法进行纳米光催化整理在室温下，将步骤b编织成的织物浸入步骤c制得的纳米1102光催化分 散液中，至少30分钟后取出，然后放入电热鼓风干燥箱中在5(TC 9(rC下 烘干20min 50min，即制得本专利技术的功能性空气过滤材料。羊毛纤维是一种天然的蛋白质纤维，根据羊毛纤维的形态结构，其最显著的特点是具有许多内外贯穿的微孔。受羊毛纤维表面不饱和力场和表面官 能团的静电场作用，甲醛及其它气体状的微粒很容易被吸附。因此，羊毛纤 维具有较好地净化空气的功能。羊毛纤维对甲醛的吸附既有物理吸附也有化学吸附。当羊毛纤维与甲醛接触时，羊毛蛋白质氨基酸链中的赖氨酸、精氨酸、谷氨酸等能与甲醛产生 化学反应，使甲醛去除，从而达到净化空气的目的。羊毛纤维对甲醛等有害气体具有较强的吸附作用，同时也可以通过本身 的化学成分使甲醛降解。此外，羊毛纤维还具有透气性高、阻力小、容尘量 大、易于清灰等优点。因此，本专利技术选用羊毛纤维作为空气过滤材料的基材。对织物经纬密设计采用空筘空纬设计方案，使织物经纬密度保持间断性 均匀一致，经密30根/cm、纬密35根/cm;织物组织采用凸条组织结构设计。 合理设计织物经纬密，既保证功能性空气过滤材料的机械强度，又使过滤材 料具有较大的比表面积和较好的织物透气性，以保证空气顺畅流通，减小该 滤料的阻力；合理选择织物组织，使功能性空气过滤材料比表面积增加，加 强功能性空气过滤材料对有害气体的吸附量，同时该滤料的透气性好，阻力 小。采用直接浸涂法对空气过滤材料进行纳米光催化整理，提高了有害气体 的降解速率，并使其具有稳定的光催化效果及良好的抗菌功能；羊毛纤维的 天然吸附特性提高了光催化降解低浓度有害物的效率。由于纳米颗粒比表面积大、表面能高，属于热力学不稳定体系，在制备 过程或后处理过程中由于颗粒间普遍存在的范德瓦尔力和库仑力，使表面粒 子互相靠在一起从而使总表面积和表面超额自由能降低，纳米颗粒极易团 聚，导致光催化剂最终应用时失去纳米颗粒应有的物性和功能。本专利技术在直 接浸涂法配制纳米Ti02光催化分散液的过程中，借助于阴离子表面活性剂 可以降低纳米颗粒的表面张力增强其润湿能力，再配以超声波和剪切乳化等 技术能够很好地阻碍纳米粒子团聚，保护纳米颗粒的稳定性。加入阴离子表面活性剂，以六偏磷酸钠为例，二氧化钛吸附磷酸根离子 形成双电层，使斥力位能增加，即通过双电层之间的库仑排斥作用，使粒子 之间发生的团聚的引力大大降低，团聚颗粒被打开，使粒子更趋于彼此远离， 实现纳米微粒分散的目的。但是，过高的六偏磷酸钠浓度，使形成的双电层 变薄，再次导致颗粒凝聚，起不到分散的作用，经过多次实验，找出了分散 剂的最佳浓度值，即阴离子表面活性剂和聚乙二醇的总用量应不超过二氧化 钛质量的1%。聚乙二醇(PEG20000)是一种非离子型分散剂，在水溶液中具有较大 的溶解度即水溶性较好。当聚乙二醇的加入量较少时，二氧化钛颗粒粘附在 高分子链接上， 一个分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于羊毛纤维的功能性空气过滤材料的制备方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行，ａ．选用羊毛纤维作为基材；ｂ．将羊毛纤维编织成织物，织物经纬密设计采用空筘空纬设计方法，经密３０根／ｃｍ、纬密３５根／ｃｍ，织物组织采用凸条组 织结构；ｃ．制备纳米ＴｉＯ↓［２］光催化分散液ｄ．将上述编织成的织物采用直接浸涂法进行纳米光催化整理在室温下，将步骤ｂ编织成的织物浸入步骤ｃ制得的纳米ＴｉＯ↓［２］光催化分散液中，至少３０分钟后取出，然后放入电热鼓风 干燥箱中在５０℃～９０℃下烘干２０ｍｉｎ～５０ｍｉｎ，即制得本专利技术的功能性空气过滤材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄翔，王与娟，谭艳君，狄育慧，颜苏芊，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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