用於淨化空氣中甲醛等有機汙染物的夾芯氈及其製品的製作方法

2023-06-08 12:08:31 1

專利名稱：用於淨化空氣中甲醛等有機汙染物的夾芯氈及其製品的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於淨化空氣中甲醛等有機汙染物的夾芯氈，尤其是指利用活性碳纖維負載仿生酶催化劑，淨化空氣中甲醛等有機汙染物。
近年來，因室內裝修材料散發的甲醛等可揮發性有機化合物引起的室內空氣汙染，對人體健康產生多種危害，全國各地的環保和疾病預防部門均作過調查報導。消除裝修汙染已刻不容緩。然而，許多傳統的室內空氣淨化方法，難以滿足消除裝修汙染的要求，當務之急的是開發研究新型高效淨化材料，消除空氣中的甲醛等有機化物汙染。
活性碳纖維(ACF)作為第三代新型高效吸附性材料，具有的大比表面積、豐富微孔及一定量的含氧官能團和活性基團；它與活性炭等傳統吸附材料相比，具有吸附速度快、吸附量大等優點，在空氣淨化及環保領域顯示出廣泛應用前景。
中國專利CN2174664Y將ACF直接製作成空氣淨化網，安裝在中央空調的風道內，進行空氣的淨化。中國專利CN1242257A用ACF為載體，負載金屬銅離子，使ACF對硫醇的穿透時間從8小時延長至70小時。這些新型產品，為活性碳纖維的應用提供了有益途徑。然而，它們在使用過程中存在著或因單純靠ACF吸附功能、吸附容量有限；或因ACF纖維抗拉強度小，容易破損、纖維容易脫落等不足；負載的金屬離子的催化功能較弱等現象。提高ACF的淨化功能和使用有效期，是人們所關注和研究方向。
據有關資料檢索表明目前尚無在ACF表面負載仿生酶催化劑，用於治理室內裝修材料散發的甲醛等有機汙染物的空氣淨化產品。
本實用新型的目的是提供一種負載仿生酶催化劑的夾芯氈製品，通過ACF吸附與仿生酶催化劑的催化氧化分解協同效應、淨化因室內裝修材料散發的甲醛等有機汙染物、無二次汙染的新型空氣淨化製品。
本實用新型的目的是提供一種有效提高ACF表面抗拉能力、防止表面纖維脫落、能長期使用的空氣淨化製品。
本實用新型通過製成ACF夾芯氈製品，將仿生酶催化劑與ACF的功能有機結合，能在相對溼度較大變化範圍的室內環境中，催化劑能保持較高的催化分解功能，因而特別適合於居室環境中淨化空氣中汙染物的空氣淨化製品。
本實用新型產品的淨化機理是利用ACF表面特性(參考文獻李偉等；「石油化工」2000，29，11；872-874)，通過ACF的大比表面積、豐富微孔結構及多種表面活性基團，使仿生酶催化劑在纖維表面得到均勻負載，具有π電子云平面共軛大分子金屬配位物的仿生酶催化劑，與纖維表面的石墨帶狀層面的π電子云間的產生相互色散作用，形成較強的共軛表面結合，加劇了催化劑分子中電子轉移的傾向，表現為仿生酶催化劑具有更強的催化氧化功能，提高了對甲醛等被吸附汙染物的催化氧化分解能力。同時，由於均勻負載的催化劑與被吸附在碳晶微孔內的汙染物的接觸面積增大，使汙染物被催化氧化而分解的速率加快，汙染物通過吸附一催化氧化並分解，無二次汙染。被吸附到ACF表面的空氣中微量的水份，使使含有親水性基團的大分子金屬配位物的催化活性增強，提高了夾芯氈對汙染物的淨化功效。因而，本實用新型更適合於居室環境中，分解空氣中由裝修材料散發的甲醛等有機汙染物。
下面結合本實用新型產品的實施作詳細說明。


圖1負載仿生酶催化劑的ACF夾芯氈的結構示意圖圖中1.熱熔膠微粒2.活性碳纖維氈3.仿生酶催化劑4.粘合襯布面層。
實施步驟是在水蒸汽的加熱作用下，由均勻分布在粘合襯布(4)內表面的熱熔膠微粒(1)將負載有仿生酶催化劑(3)的活性碳纖維氈(2)與表面層粘合襯布(4)粘合，製成夾芯氈製品。有益效果及其性能測試1.ACF負載仿生酶催化劑製成夾芯氈成品；夾芯氈外形尺寸2mm厚12×10mm；2.儀器及測試條件美國產Intetscan甲醛檢測儀靈敏度±0.01ppm；每次測量前，用P/N C-12 Zero Filter甲醛校正器校正；5.5升普通石英玻璃燒杯作為測試容器；測試開始時，將夾芯氈成品放置於玻璃燒杯底部；杯口用塑料薄膜密封；在無動力攪拌作用下，檢測其對甲醛的吸附一氧化分解能力。用相同基質的活性碳纖維氈作為對照進行對比測試；3.甲醛等汙染物氣體直接取自木製櫥櫃散發出的甲醛等可揮發性有機混合化合物；密封前檢測甲醛起始量。然後再檢測密封狀態下相應時間的甲醛含量值。測試1夾芯氈靜態淨化甲醛淨化測試數據
測試2夾芯氈對甲醛連續降解測試數據(注)
(注)將夾芯氈成品放置於木製櫥櫃內開口狀態下的測試容器內，曝露在汙染物氣體環境中進行連續淨化性能測試，檢測時起始濃度後，用塑料薄膜密封。20分鐘後檢測密封容器內的甲醛濃度。進行20天的連續淨化檢測試驗。測試3動態淨化測試1.試驗用淨化器採用北京亞都科技股份有限公司生產的KJ180-TGS型室內空氣淨化器整體機芯；2.淨化器濾芯用2×58×29mm負載仿生酶催化劑的ACF纖維，製成空氣淨化器淨化濾芯，替代機內活性炭濾網，放置於淨化器機作淨化試驗；直接採用木製櫥櫃散發出的甲醛等可揮發性氣體作為汙染源(打開木製櫥櫃門，關閉門窗，自然散發2天)；室內空間體積長5.7m×寬3.3m×高3.5m；約65.84m3；4.測量結果甲醛起始濃度0.58ppm；3檔風速(180m3/h)；60分鐘後甲醛測量值0.21ppm，甲醛淨化率為64％；通過20天的連續檢測，結果表明本夾芯氈製品能長期有效地淨化空氣中甲醛等可揮發性有機化合物汙染，可用於淨化室內空氣中由裝飾材料散發的甲醛等有機汙染，治理「不良建築綜症」。
權利要求1.一種可淨化空氣中甲醛等有機汙染物的夾芯氈，由活性碳纖維氈、仿生酶催化劑、熱熔粘合襯布組成，其特性在於由內表面均勻分布有熱熔膠微粒(1)的熱熔粘合襯布(4)作為上下表面的面層，將一層或多層在碳晶纖維表面負載有仿生酶催化劑分子(3)的活性碳纖維氈(2)粘接在中間，構成夾芯氈。
專利摘要本實用新型提供一種用於淨化空氣中甲醛等有機汙染物的夾芯氈製品，是由內表面均勻分布有熱熔膠微粒(1)的熱熔粘合襯布(4)作為上下兩面層，將一層或多層負載有仿生酶催化劑(2)的活性碳纖維氈(3)粘接包裹在中間構成。通過夾芯氈中(3)的微孔吸附和負載於(3)上碳晶纖維表面的(2)所獲得的催化氧化分解的協同效應，能持久地淨化空氣中甲醛等有機汙染物。具有體積小、吸附速度快、淨化效率高、無二次汙染等特點。空氣中的微量水份，可使具有親水性基團的(2)催化劑活性增強，淨化功能提高。可裝配在空氣淨化器、空調器濾網、集中空調風道內，木製櫥櫃內、淨化空氣中的甲醛等有機汙染物，治理「裝修汙染」及「不良建築綜合症」。
文檔編號D06M16/00GK2530802SQ01263139
公開日2003年1月15日 申請日期2001年10月9日 優先權日2001年10月9日
發明者王雨群 申請人:王雨群