一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙及其製備方法與流程
2023-04-30 15:11:21
本發明涉及一種燃油濾紙，屬於過濾材料領域，具體涉及一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙及其製備方法。
背景技術：
燃油濾紙是一種經過樹脂浸漬加工的過濾用紙，主要作用是除去燃油中的雜質，防止發動機零件過度磨損，延長其壽命。燃油處理技術是一種主要針對燃料而實施的改進技術。這種方法的實施提高了發動機燃燒效率，減少汙染物排放。
光催化降解技術是一種利用具有光催化功能的光半導體材料進行催化降解反應的應用技術。光催化降解材料在紫外線的照射下會產生自由電子和空穴，因而具有很強的光氧化還原能力，對汽車尾氣中的有機物和無機物起到氧化分解的作用。TiO2是最典型的光半導體材料，受光後會生成氧化還原性較強的氫氧自由基，這部分自由基會通過氧化還原反應將汽車尾氣中的有機物質和有害氣體轉化為H2O、CO和鹽等排入大氣中。TiO2是一種氧化還原催化劑在反應的過程中不會直接參與其中，且催化性具有永久性，不會隨反應時間的延長而消耗。
李燕霞在《有機無機複合過濾材料的設計》中，利用木漿和合成纖維合成了一種單層的有機無機複合過濾材料，孔隙的梯度還不夠明顯，過濾精度欠佳，同時濾紙的接觸面積、強度、耐火性也存在著改進的空間。
技術實現要素：
基於以上思考，本發明的目的在於提供一種燃油濾紙的配方，對燃油濾紙存在的過濾精度不好，接觸面積小，強度耐火度欠佳進行改進，本發明採用的技術方案如下：
1. 一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙，其特徵在於，由以下重量份的原料製成：
棉纖維1-3，闊葉木漿纖維10-20，大豆纖維1-3，針葉松木漿纖維10-20，滌綸纖維10-20，海泡石納米纖維10-20，納米Cr2O3 1-2，Fe2O3 3-5，TiO2 5-10，MgO 4-8，矽烷偶聯劑KH560 25-35，聚氧化乙烯水溶液15-20，鈦酸酯偶聯劑DNZ201 2-4，異丙醇50-60，苯丙乳液5-10，聚丙烯酸酯乳液適量；
所述聚氧化乙烯水溶液濃度為0.007%-0.010%，苯丙乳液的固含量為40-50%，聚丙烯酸酯乳液固含量為30-50%。
2. 所述的一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙形狀為褶皺狀的皺紋紙。
3. 所述的一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙的製備工藝，其特徵在於，由以下步驟製成：
a. 將納米Cr2O3、Fe2O3、TiO2、MgO分散於1/2異丙醇中，加入鈦酸酯偶聯劑DNZ201和聚氧化乙烯水溶液，室溫下磁力攪拌1-3h，然後經旋轉蒸發乾燥、幹法研磨，得到在有機溶劑和纖維中分散性好的混合物；
b. 將棉纖維、闊葉木漿纖維、針葉松木漿纖維放入碎漿機中碎解，再由打漿機打漿，加入1/2苯丙乳液、1/2步驟a所得混合物，控制打漿濃度為4-8%，得到漿料；對得到的漿料進行壓榨，得到含水量≤55%的原紙後，用聚丙烯酸酯乳液對其表面進行塗布，放入弧形乾燥器中乾燥，得到第一層濾紙；
c. 將大豆纖維、滌綸纖維和海泡石納米纖維加入到矽烷偶聯劑KH560和剩餘1/2異丙醇的混合液中，充分攪拌 10-30min 後，靜置 5-10min，過濾，80-120℃條件下烘乾，得到混合物；
d. 將步驟c得到的混合物放入碎漿機中碎解，再由打漿機打漿，加入剩餘1/2苯丙乳液和1/2步驟a所得混合物，控制打漿濃度為4-8%，得到第二層漿料；
e. 將步驟b所得第一層濾紙小心的放入手抄片器中，使濾紙面積剛好覆蓋抄片網面；將步驟d所得第二層漿料沿著引流棒緩慢覆蓋第一層濾紙表面，再緩慢加水至適量，輕輕的攪拌數次，真空脫水成形；將抄好的雙層複合濾紙放入弧形乾燥器中乾燥後，進行壓紋起皺處理，即可。
本發明的有益效果為：採用在乾燥層表面直接抄造的工藝方法，改善了層與層之間的空隙，同時保留了明顯的孔隙梯度，提高過濾效率；添加一定量的海泡石纖維可調節濾紙的孔徑和增加耐破度；加入Fe2O3和TiO2 ，對汽車尾氣中的有機物和無機物起到氧化分解的作用；加入MgO使濾紙具有阻燃的特性，保證其使用安全，延長使用壽命；用鈦酸酯偶聯劑和分散劑對Fe2O3、TiO2和MgO進行處理，使得其在纖維中具有良好的分散性、相容性和穩定性；對濾紙進行壓皺處理，增大了燃油和濾紙的接觸面積，進一步提高過濾效率；利用納米Cr2O3使燃油增加溶氧率，燃燒更完全，減少有毒氣體的生成。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
實施例
一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙，其特徵在於，由以下重量份的原料製成：
棉纖維3，闊葉木漿纖維20，大豆纖維3，針葉松木漿纖維20，滌綸纖維20，海泡石納米纖維20，納米Cr2O3 2，Fe2O3 3，TiO2 5，MgO 4，矽烷偶聯劑KH560 25，聚氧化乙烯水溶液20，鈦酸酯偶聯劑DNZ201 4，異丙醇60，苯丙乳液10，聚丙烯酸酯乳液適量；
所述聚氧化乙烯水溶液濃度為0.007%-0.010%，苯丙乳液的固含量為40-50%，聚丙烯酸酯乳液固含量為30-50%。
所述的一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙形狀為褶皺狀的皺紋紙。
所述的一種負載納米Cr2O3的雙層複合燃油濾紙的製備工藝，其特徵在於，由以下步驟製成：
a. 將納米Cr2O3、Fe2O3、TiO2、MgO分散於1/2異丙醇中，加入鈦酸酯偶聯劑DNZ201和聚氧化乙烯水溶液，室溫下磁力攪拌1-3h，然後經旋轉蒸發乾燥、幹法研磨，得到在有機溶劑和纖維中分散性好的混合物；
b. 將棉纖維、闊葉木漿纖維、針葉松木漿纖維放入碎漿機中碎解，再由打漿機打漿，加入1/2苯丙乳液、1/2步驟a所得混合物，控制打漿濃度為4-8%，得到漿料；對得到的漿料進行壓榨，得到含水量≤55%的原紙後，用聚丙烯酸酯乳液對其表面進行塗布，放入弧形乾燥器中乾燥，得到第一層濾紙；
c. 將大豆纖維、滌綸纖維和海泡石納米纖維加入到矽烷偶聯劑KH560和剩餘1/2異丙醇的混合液中，充分攪拌 10-30min 後，靜置 5-10min，過濾，80-120℃條件下烘乾，得到混合物；
d. 將步驟c得到的混合物放入碎漿機中碎解，再由打漿機打漿，加入剩餘1/2苯丙乳液和1/2步驟a所得混合物，控制打漿濃度為4-8%，得到第二層漿料；
e. 將步驟b所得第一層濾紙小心的放入手抄片器中，使濾紙面積剛好覆蓋抄片網面；將步驟d所得第二層漿料沿著引流棒緩慢覆蓋第一層濾紙表面，再緩慢加水至適量，輕輕的攪拌數次，真空脫水成形；將抄好的雙層複合濾紙放入弧形乾燥器中乾燥後，進行壓紋起皺處理，即可。
本發明的技術指標為：
CO的過濾效率≥8%，HC的過濾效率≥11%，NOx 的過濾效率≥ 44%。