一种抗菌除醛空气滤芯及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种抗菌除醛空气滤芯及其制备方法，属于空气净化技术领域。


背景技术：

2.空气中存在的细菌、病毒、挥发性有机物以及pm2.5颗粒物等对人类的健康产生严重危害。在空气环境安全方面，细菌病毒的肆虐，沙尘暴的袭击，以及新房甲醛超标等，也使得越来越多朋友关注空气净化器。
3.空气净化器主要由滤芯和壳体两部分组成，是通过电机风叶带动空气流动，然后通过空气的循环流动，在滤芯上用吸附、杀灭、沉降、分解、转化等各种类型的净化方式将空气中的污染物(如粉尘、花粉、异味、甲醛、细菌病毒等)隔离在净化器内部，提高空气洁净度的电器产品。空气净化器的有效性在很早之前已经得到了国家相关部门的认可，并且出台了一系列的标准。
4.目前，空气净化器抗菌除醛技术主要有以下两类：一、内部配有紫外灯照射的二氧化钛光触媒材料。虽然它能在紫外灯的照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等)，并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等，但是紫外灯开启后，因紫外线具有穿透能力，会对人体产生一定的伤害。二、负氧离子空气净化器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的技术，其核心功能是生成负离子，利用负离子本身具有的除尘降尘、灭菌解毒的特性来对室内空气进行优化，但是负氧离子对去除甲醛及voc的作用不大，而且负离子释放的臭氧对人身体有害。由此可见，上述现有技术并不能安全有效地进行除甲醛。因此，我们提供一种通过自然光和灯光激发即可实现高效安全抗菌除醛效果的空气滤芯的制备方法及抗菌除醛空气滤芯，具体为一种抗菌除醛空气滤芯及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供抗菌除醛空气滤芯的制备方法及抗菌除醛空气滤芯，将制备的滤芯可应用于空气净化器，以解决上述背景技术中所存在的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种抗菌除醛空气滤芯，包括过滤层和网布，所述网布贴合于所述过滤层的表面，所述网布表面涂抹有光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合在一起的混合溶液，所述高分子聚合物溶液为聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体中的一种与水混合组成，或由聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体两者与水混合组成；所述抗菌除醛空气滤芯在390-780nm的可见光波段下，催化分解有机物、细菌和病毒；所述抗菌除醛空气滤芯被配置为安装于空气净化器中。
7.可选的，所述的光催化剂由氧化镍、氧化锌、氧化锡、氧化钛或氮化碳中的一种组成，或由其中任意两种化合物混合组成；在任意两种化合物混合状态下，这两种化合物的重量比例范围为1:10～5:1。
8.可选的，所述光催化剂由掺氮或掺磷的氧化镍、氧化锌、氧化锡、氧化钛或氮化碳
中的一种组成，或由其中任意两种化合物在每种化合物都掺氮或掺磷的情况下混合组成。
9.可选的，所述光催化剂粒径为0.02～100微米。
10.可选的，所述高分子聚合物溶液中聚醋酸乙烯树酯含量按重量百分比为0～60％，醋酸乙烯含量按重量百分比为0～10％。
11.可选的，所述光催化剂材料在高分子聚合物溶液中的含量按重量百分比为0.01～10％。
12.可选的，所述网布材质为棉布、麻布、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺或莫代尔，克重为60克～200克每平方米。
13.可选的，所述过滤层为活性炭滤棉或hepa滤纸的一种或二种贴合组成，所述过滤层厚度为1～50毫米，所述过滤层展开面积为0.1～100平方米。
14.一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法，包括以下步骤：
15.s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨，得到混合溶液；
16.s2.将所述步骤s1得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；
17.s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；
18.其中，所述步骤s1中的所述高分子聚合物溶液为聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体中的一种与水混合组成，或由聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体两者与水混合组成。
19.本发明所达到的有益效果，一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法首先通过将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合并通过研磨实现复合，由于官能团的引入，使光催化剂的禁带宽度变低并提高其导电性，实现其在390-780nm波段的可见光下即可催化分解有机物、细菌和病毒。通过刷涂或喷在网布上制成滤网，实现滤网在自然光或者灯光的照射下，即可催化分解有机化合物、部分无机化合物、细菌和病毒，最后，滤网与过滤层贴合，实现抗菌除醛与吸附空气中固态粉尘的功能，制成具有抗菌除醛空气净化功能的滤芯。
20.该抗菌除醛空气滤芯首先通过将光催化剂材料与高分子聚合物复合，实现其在自然光下即可分解有机物、细菌和病毒，通过进一步制成滤网并与过滤层贴合成滤芯，使滤芯兼具化学降解与物理吸附的双重净化功能，该方法制备的滤芯具有优良的抗菌特性以及除甲醛特性。具体的，本发明根据过滤层对细菌、病毒、甲醛等有机挥发物及pm2.5的强吸附作用，再结合光催化剂-高分子聚合物复合滤网的良好光催化分解性能，是一种降解有机物和过滤空气中粉尘颗粒物的复合滤芯。与现有技术相比，本方法制备的滤芯在净化空气过程中，不依靠紫外线激发，不释放臭氧，对人体无二次伤害，另外，本方法制备方法简单，可以广泛应用在空气净化器中。
附图说明
21.图1是本发明实施提供的抗菌除醛空气滤芯的制备方法流程图；
22.图2是本发明实施例1提供的氧化钛纳米材料与聚醋酸乙烯树酯溶液混合后刷涂在网布上的表面形貌；
23.图3是本发明实施例1制备的网布除醛性能测试结果统计图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.实施例1
26.本发明公开了一种光催化抗菌除醛空气滤芯，其包含过滤层和网状结构。其中，网状结构与过滤层的表面紧密贴合。网状结构表面涂布有一种混合液体，该混合液体由光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合而成。所述高分子聚合物溶液由聚醋酸乙烯树酯、醋酸乙烯单体或者这两者混合并与水构成。该光催化抗菌除醛空气滤芯被设计为可以安装在空气净化器中。
27.更详细地说，光催化剂为粒径为0.02微米的氧化钛，按10％的配比与含量为60％的聚醋酸乙烯树酯溶液混合形成混合溶液。所述网状结构为克重为60克每平方米的棉布。过滤层为厚度为1毫米的活性炭滤棉。
28.此光催化抗菌除醛空气滤芯利用可见光下的光催化效应，可有效地分解有机物、细菌和病毒，同时无需依赖紫外线激发，不产生臭氧，无二次伤害，对人体安全。
29.本发明的特征在于，其光催化剂与高分子聚合物的复合降低了光催化剂的禁带宽度，并提高了其导电性，使其在390-780nm的可见光波段(包含自然光和人造光)下具有催化活性。与现行技术相比，此种设计的滤芯在净化空气的过程中仅依赖于可见光，并不需要依赖紫外线激发，因此无臭氧产生，对人体无二次伤害。
30.一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法，包括如下步骤：
31.步骤s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨；
32.在本实施例中粒径为0.02微米的氧化钛做为光催化剂，按照10％含量配比，与含量为60％的聚醋酸乙烯树酯溶液混合；
33.步骤s2.将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；
34.在本实施例中将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂在克重为60克每平方米的棉布上；
35.步骤s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；
36.在本实施例中将步骤s2得到的网布单侧贴合在厚度为1毫米的活性炭滤棉上，过滤层展开面积为0.1平方米；
37.请参阅图2，氧化钛纳米材料与聚醋酸乙烯树酯溶液混合后刷涂在网布上的表面形貌，由图1所示，经过处理之后，刷涂之后，氧化钛纳米材料与聚醋酸乙烯树酯材料没有堵塞孔隙，网布仍然能够保持良好的孔隙结构。
38.将本实施例制备的材料按照gb/15979-2002标准，配置成液体产品进行抑菌杀菌测试。采用5w的led灯照射不同时间，本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能如表1所示。请参阅表1，该材料可在短时间内快速达到对金黄色葡萄球菌99.9％的抑菌率和杀菌率。
39.表1：本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能表
[0040][0041]
将本实施例制得的材料放入现有的甲醛测试仪内进行120小时的测试，经甲醛测试仪得出测试结果，测试结果如图3所示，经120小时测试，甲醛浓度由27ppm降至2.3ppm。由此可知，本实施例制得的材料具有较好的抗菌特性以及除甲醛特性。
[0042]
一种抗菌除醛空气滤芯，由所述的抗菌除醛空气滤芯的制备方法制得的抗菌除醛空气滤芯，所述抗菌除醛空气滤芯被配置为安装于空气净化器中。带有抗菌除醛空气滤芯的空气净化器对经过抗菌除醛空气滤芯具备良好的空气净化效果。抗菌除醛空气滤芯的过滤层对细菌、病毒、甲醛等有机挥发物及pm2.5的强吸附作用，再结合光催化剂-高分子聚合物复合滤网的良好光催化分解性能，制成一种降解有机物和过滤空气中粉尘颗粒物的复合滤芯，具有化学降解与物理吸附的双重功效，该方法制备的滤芯具有优良的抗菌特性以及除甲醛特性。与现有技术相比，本方法制备的滤芯在净化空气过程中，不依靠紫外线激发，不释放臭氧，对人体无二次伤害。
[0043]
实施例2：
[0044]
本发明公开了一种光催化抗菌除醛空气滤芯，其包含过滤层和网状结构。其中，网状结构与过滤层的表面紧密贴合。网状结构表面涂布有一种混合液体，该混合液体由光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合而成。所述高分子聚合物溶液由聚醋酸乙烯树酯、醋酸乙烯单体或者这两者混合并与水构成。该光催化抗菌除醛空气滤芯被设计为可以安装在空气净化器中。
[0045]
更详细地说，光催化剂是粒径为0.1微米的掺氧化锌，按照5％的比例与10％的醋酸乙烯溶液混合得到混合溶液。所述的网状结构是克重为100克/平方米的麻布。过滤层由厚度为10毫米的hepa滤纸组成，且该过滤层的展开面积为10平方米。
[0046]
一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法，包括如下步骤：
[0047]
步骤s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨；
[0048]
在本实施例中粒径为0.1微米的掺氮氧化锌做为光催化剂，按照5％含量配比，与含量按重量百分比为10％的醋酸乙烯溶液混合；
[0049]
步骤s2.将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；
[0050]
在本实施例中将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后喷涂在克重为100克每平方米的麻布上；
[0051]
步骤s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；
[0052]
在本实施例中将步骤s2得到的网布双面贴合在厚度为10毫米的hepa滤纸上，过滤层展开面积为10平方米；
[0053]
将本实施例制备的材料按照gb/15979-2002标准，配置成液体产品进行抑菌杀菌
测试。采用5w的led灯照射不同时间，本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能如表2所示。请参阅表2，该材料可在短时间内快速达到对金黄色葡萄球菌99.9％的抑菌率和杀菌率。
[0054]
表2：本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能表
[0055][0056]
将本实施例制得的材料放入甲醛测试仪内进行测试，经100小时测试，甲醛浓度由30ppm降至1.0ppm。由此可知，本实施例制得的材料具有较好的抗菌除醛特性。
[0057]
实施例3：
[0058]
本发明公开了一种光催化抗菌除醛空气滤芯，其包含过滤层和网状结构。其中，网状结构与过滤层的表面紧密贴合。网状结构表面涂布有一种混合液体，该混合液体由光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合而成。所述高分子聚合物溶液由聚醋酸乙烯树酯、醋酸乙烯单体或者这两者混合并与水构成。该光催化抗菌除醛空气滤芯被设计为可以安装在空气净化器中。
[0059]
更详细地说，光催化剂由粒径为20微米的氮化碳和1微米的氧化镍按照1：10的质量比混合，这种混合物按0.5％的比例与聚醋酸乙烯树酯(含量按重量百分比为20％)和醋酸乙烯(含量为2％)混合，形成混合溶液。所述网状结构为克重为200克/平方米的化纤布。过滤层由厚度为50毫米的活性炭滤棉和hepa滤纸组成，且该过滤层的展开面积为100平方米。
[0060]
一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法，包括如下步骤：
[0061]
步骤s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨；
[0062]
在本实施例中粒径为20微米的氮化碳和1微米的氧化镍按照1：10质量比混合做为光催化剂，按照0.5％含量配比，与含量按重量百分比为20％的聚醋酸乙烯树酯和2％的醋酸乙烯溶液混合；
[0063]
步骤s2.将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；
[0064]
在本实施例中将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂在克重为200克每平方米的化纤布上；
[0065]
步骤s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；
[0066]
在本实施例中将步骤s2得到的网布单侧贴合在厚度为50毫米的活性炭滤棉和hepa滤纸上，过滤层展开面积为100平方米；
[0067]
将本实施例制备的材料按照gb/15979-2002标准，配置成液体产品进行抑菌杀菌测试。采用5w的led灯照射不同时间，本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能如表3所示。由表可知，该材料可在短时间内快速达到对金黄色葡萄球菌99.9％的抑菌率和杀菌率。
[0068]
表3：本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能表
[0069][0070]
将本实施例制得的材料放入甲醛测试仪内进行测试，经50小时测试，甲醛浓度由30ppm降至0.5ppm。由此可知，本实施例制得的材料具有较好的抗菌除醛特性。
[0071]
实施例4：
[0072]
本发明公开了一种光催化抗菌除醛空气滤芯，其包含过滤层和网状结构。其中，网状结构与过滤层的表面紧密贴合。网状结构表面涂布有一种混合液体，该混合液体由光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合而成。所述高分子聚合物溶液由聚醋酸乙烯树酯、醋酸乙烯单体或者这两者混合并与水构成。该光催化抗菌除醛空气滤芯被设计为可以安装在空气净化器中。
[0073]
更详细地说，光催化剂由粒径为100微米的氧化钛和50微米的氧化锡按照5：1的质量比混合，这种混合物按0.01％的比例与含量为10％的聚醋酸乙烯树酯和1％的醋酸乙烯溶液混合，形成混合溶液。所述网状结构由克重为90克/平方米的混纺布构成。过滤层由厚度为20毫米的活性炭滤棉和hepa滤纸组成，其展开面积为50平方米。
[0074]
一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法，包括如下步骤：
[0075]
步骤s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨；
[0076]
在本实施例中粒径为100微米的氧化钛和50微米的氧化锡按照5：1混合做为光催化剂，按照0.01％含量配比，与含量为10％的聚醋酸乙烯树酯和1％的醋酸乙烯溶液混合；
[0077]
步骤s2.将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；
[0078]
在本实施例中将步骤s1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂在克重为90克每平方米的混纺布上；
[0079]
步骤s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；
[0080]
在本实施例中将步骤s2得到的网布双侧贴合在厚度为20毫米的活性炭滤棉和hepa滤纸上，过滤层展开面积为50平方米；
[0081]
将本实施例制备的材料按照gb/15979-2002标准，配置成液体产品进行抑菌杀菌测试。采用5w的led灯照射不同时间，本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能如表4所示。请参阅表4，该材料可在短时间内快速达到对金黄色葡萄球菌99.9％的抑菌率和杀菌率。
[0082]
表4：本实施例制得的材料抗金黄色葡萄球菌性能表
[0083][0084]
将本实施例制得的材料放入甲醛测试仪内进行测试，经50小时测试，甲醛浓度由30ppm降至1.2ppm。由此可知，本实施例制得的材料具有较好的抗菌除醛特性。
[0085]
综上所述，本发明根据过滤层对细菌、病毒、甲醛等有机挥发物及pm2.5的强吸附作用，再结合光催化剂～高分子聚合物复合滤网的良好光催化分解性能，制成一种降解有机物和过滤空气中粉尘颗粒物的复合滤芯，具有化学降解与物理吸附的双重功效，该方法制备的滤芯具有优良的抗菌除醛净化特性。与现代技术相比，本方法制备的滤芯在净化空气过程中，不依靠紫外线激发，不释放臭氧，对人体无二次伤害，另外，本方法制备方法简单，可以广泛应用在空气净化器中。
[0086]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，包括过滤层和网布，所述网布贴合于所述过滤层的表面，所述网布表面涂抹有光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合在一起的混合溶液，所述高分子聚合物溶液为聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体中的一种与水混合组成，或由聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体两者与水混合组成；所述抗菌除醛空气滤芯在390-780nm的可见光波段下，催化分解有机物、细菌和病毒。2.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述的光催化剂由氧化镍、氧化锌、氧化锡、氧化钛或氮化碳中的一种组成，或由其中任意两种化合物混合组成；在任意两种化合物混合状态下，这两种化合物的重量比例范围为1:10～5:1。3.根据权利要求2所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述光催化剂由掺氮或掺磷的氧化镍、氧化锌、氧化锡、氧化钛或氮化碳中的一种组成，或由其中任意两种化合物在每种化合物都掺氮或掺磷的情况下混合组成。4.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述光催化剂粒径为0.02～100微米。5.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述高分子聚合物溶液中聚醋酸乙烯树酯含量按重量百分比为0～60％，醋酸乙烯含量按重量百分比为0～10％。6.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述光催化剂材料在高分子聚合物溶液中的含量按重量百分比为0.01～10％。7.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述网布材质为棉布、麻布、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺或莫代尔，克重为60克～200克每平方米。8.根据权利要求1所述的抗菌除醛空气滤芯，其特征在于，所述过滤层为活性炭滤棉或hepa滤纸的一种或二种贴合组成，所述过滤层厚度为1～50毫米，所述过滤层展开面积为0.1～100平方米。9.根据权利要求1-8中任一项所述的抗菌除醛空气滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:s1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨，得到混合溶液；s2.将所述步骤s1得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；s3.将步骤s2得到的网布贴合在过滤层表面；其中，所述步骤s1中的所述高分子聚合物溶液为聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体中的一种与水混合组成，或由聚醋酸乙烯树酯和醋酸乙烯单体两者与水混合组成。

技术总结
本发明公开一种抗菌除醛空气滤芯的制备方法及抗菌除醛空气滤芯，属于空气过滤领域，所述抗菌除醛空气滤芯的制备方法及抗菌除醛空气滤芯，包括：S1.将光催化剂材料与高分子聚合物溶液混合后研磨；S2.将步骤S1所得到的混合溶液搅拌均匀后刷涂或喷在网布上；S3.将步骤S2得到的网布贴合在过滤层表面。本发明首先通过将光催化剂材料与高分子聚合物复合，实现降低光催化剂禁带宽度并提高其导电性，使其在390-780nm波段的可见光(包括自然光和灯光)下即可催化分解有机物、细菌和病毒。与现代技术相比，本方法制备的滤芯在净化空气过程中，仅依靠可见光，不依靠紫外线激发，不释放臭氧，对人体无二次伤害。人体无二次伤害。人体无二次伤害。


技术研发人员：李赫
受保护的技术使用者：浙江汇智新材料有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/7