CN109248516A - 一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层。本发明提供的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，整体结构简单，工艺简便，经初效过滤、中效过滤后，该高效滤网对大量的有害气体颗粒进行吸附并分解，达到除甲醛、除有害气体的目的。

Description

一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网
技术领域
本发明属于空气净化器技术领域，具体涉及一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网。
背景技术
空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用、商用。空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。现有技术中，制得的空气净化器用滤网，存在着过滤效率低、效率差的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的将石墨烯的良好吸附性能和二氧化钛的催化作用结合，将二者科学的组合到空气净化器的滤网中，制作成复合高效滤网，实现良好的空气净化效果。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层，
其中二氧化钛玻璃纤维网层的制备方法包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将23-26份钛酸丁酯、0.1-0.3份纳米GTO、6-10份乙酰丙酮加入至110-120份无水乙醇中，然后继续向其中加入15-20份去离子水，搅拌均匀后，再采用超声处理15-20min后，室温陈化处理24小时，得到二氧化钛溶胶；
（2）将玻璃纤维网清洗干净后，放入改性液中充分浸泡处理后，烘干，再完全浸入二氧化钛溶胶中，浸泡处理3-5小时后，取出再次烘干，得到二氧化钛玻璃纤维网层，其中改性液由以下重量份的组分制成：二水合钼酸钠11-16份、羟基磷酰乙酸8-12份、水150-170份。
具体地，上述步骤（1）中，纳米GTO的平均粒径大小为30nm，纯度为99.9%。
具体地，上述步骤（1），超声处理时，超声波的频率为40kHz。
具体地，上述步骤（2），两次烘干处理时的温度均为110-120℃，烘干处理的时间均为60-80min。
具体地，石墨烯镀层金属网采用以下方法制成：按重量份计，将18-22份石墨烯、60-80份聚乙烯醇、250-300份水混合搅拌均匀后，制得石墨烯涂刷液，然后将石墨烯涂刷液涂刷在金属网的表面，烘干处理后，得到石墨烯镀层金属网。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，整体结构简单，工艺简便，经初效过滤、中效过滤后，该高效滤网对大量的有害气体颗粒进行吸附并分解，达到除甲醛、除有害气体的目的。其中，本发明制得的二氧化钛溶胶，分散效果好，溶胶中二氧化钛的含量高，并且化学性质稳定，不易发生自降解的现象；本发明提供的改性液，可有效的提升二氧化钛在玻璃纤维网表面的粘附量，并且能使得二氧化钛在玻璃纤维网表面均匀的分布，可有效的提升高效滤网的净化效果。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
实施例1
一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层，
其中二氧化钛玻璃纤维网层的制备方法包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将23份钛酸丁酯、0.1份纳米GTO、6份乙酰丙酮加入至110份无水乙醇中，然后继续向其中加入15份去离子水，搅拌均匀后，再采用超声处理15min后，室温陈化处理24小时，得到二氧化钛溶胶；
（2）将玻璃纤维网清洗干净后，放入改性液中充分浸泡处理后，烘干，再完全浸入二氧化钛溶胶中，浸泡处理3小时后，取出再次烘干，得到二氧化钛玻璃纤维网层，其中改性液由以下重量份的组分制成：二水合钼酸钠11份、羟基磷酰乙酸8份、水150份。
具体地，上述步骤（1）中，纳米GTO的平均粒径大小为30nm，纯度为99.9%。
具体地，上述步骤（1），超声处理时，超声波的频率为40kHz。
具体地，上述步骤（2），两次烘干处理时的温度均为110℃，烘干处理的时间均为60min。
具体地，石墨烯镀层金属网采用以下方法制成：按重量份计，将18份石墨烯、60份聚乙烯醇、250份水混合搅拌均匀后，制得石墨烯涂刷液，然后将石墨烯涂刷液涂刷在金属网的表面，烘干处理后，得到石墨烯镀层金属网。
实施例2
一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层，
其中二氧化钛玻璃纤维网层的制备方法包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将25份钛酸丁酯、0.2份纳米GTO、8份乙酰丙酮加入至115份无水乙醇中，然后继续向其中加入18份去离子水，搅拌均匀后，再采用超声处理18min后，室温陈化处理24小时，得到二氧化钛溶胶；
（2）将玻璃纤维网清洗干净后，放入改性液中充分浸泡处理后，烘干，再完全浸入二氧化钛溶胶中，浸泡处理4小时后，取出再次烘干，得到二氧化钛玻璃纤维网层，其中改性液由以下重量份的组分制成：二水合钼酸钠13份、羟基磷酰乙酸10份、水160份。
具体地，上述步骤（1）中，纳米GTO的平均粒径大小为30nm，纯度为99.9%。
具体地，上述步骤（1），超声处理时，超声波的频率为40kHz。
具体地，上述步骤（2），两次烘干处理时的温度均为115℃，烘干处理的时间均为70min。
具体地，石墨烯镀层金属网采用以下方法制成：按重量份计，将20份石墨烯、70份聚乙烯醇、280份水混合搅拌均匀后，制得石墨烯涂刷液，然后将石墨烯涂刷液涂刷在金属网的表面，烘干处理后，得到石墨烯镀层金属网。
实施例3
一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层，
其中二氧化钛玻璃纤维网层的制备方法包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将26份钛酸丁酯、0.3份纳米GTO、10份乙酰丙酮加入至120份无水乙醇中，然后继续向其中加入20份去离子水，搅拌均匀后，再采用超声处理20min后，室温陈化处理24小时，得到二氧化钛溶胶；
（2）将玻璃纤维网清洗干净后，放入改性液中充分浸泡处理后，烘干，再完全浸入二氧化钛溶胶中，浸泡处理5小时后，取出再次烘干，得到二氧化钛玻璃纤维网层，其中改性液由以下重量份的组分制成：二水合钼酸钠16份、羟基磷酰乙酸12份、水170份。
具体地，上述步骤（1）中，纳米GTO的平均粒径大小为30nm，纯度为99.9%。
具体地，上述步骤（1），超声处理时，超声波的频率为40kHz。
具体地，上述步骤（2），两次烘干处理时的温度均为120℃，烘干处理的时间均为80min。
具体地，石墨烯镀层金属网采用以下方法制成：按重量份计，将22份石墨烯、80份聚乙烯醇、300份水混合搅拌均匀后，制得石墨烯涂刷液，然后将石墨烯涂刷液涂刷在金属网的表面，烘干处理后，得到石墨烯镀层金属网。
分别用各实施例的方法制得石墨烯二氧化钛复合高效滤网，然后测试其各项性能，其中对照组所用的滤网为市售普通的空气净化器滤网，测试结果如表1所示：
表1 石墨烯二氧化钛复合高效滤网性能测试结果
由表1可知，本发明制得的石墨烯二氧化钛复合高效滤网，具有优异的净化空气的能力。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，其特征在于，包括金属支撑框架，所述金属支撑框架上设置有尼龙网层，所述尼龙网层上设有二氧化钛玻璃纤维网层，二氧化钛玻璃纤维网层上设有活性炭纤维滤网，活性炭纤维滤网上设有石墨烯镀层金属网，所述石墨烯镀层金属网上涂刷有石墨烯层，
其中二氧化钛玻璃纤维网层的制备方法包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将23-26份钛酸丁酯、0.1-0.3份纳米GTO、6-10份乙酰丙酮加入至110-120份无水乙醇中，然后继续向其中加入15-20份去离子水，搅拌均匀后，再采用超声处理15-20min后，室温陈化处理24小时，得到二氧化钛溶胶；
（2）将玻璃纤维网清洗干净后，放入改性液中充分浸泡处理后，烘干，再完全浸入二氧化钛溶胶中，浸泡处理3-5小时后，取出再次烘干，得到二氧化钛玻璃纤维网层，其中改性液由以下重量份的组分制成：二水合钼酸钠11-16份、羟基磷酰乙酸8-12份、水150-170份。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，其特征在于，上述步骤（1）中，纳米GTO的平均粒径大小为30nm，纯度为99.9%。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，其特征在于，上述步骤（1），超声处理时，超声波的频率为40kHz。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，其特征在于，上述步骤（2），两次烘干处理时的温度均为110-120℃，烘干处理的时间均为60-80min。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯二氧化钛复合高效滤网，其特征在于，石墨烯镀层金属网采用以下方法制成：按重量份计，将18-22份石墨烯、60-80份聚乙烯醇、250-300份水混合搅拌均匀后，制得石墨烯涂刷液，然后将石墨烯涂刷液涂刷在金属网的表面，烘干处理后，得到石墨烯镀层金属网。
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