CN109758831A - 高效空气过滤材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理；步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布之间进行层间黏合复合；步骤三、制备复合滤布层；步骤四、将复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布的另一表面，得到高效空气过滤材料。本发明制备得到的空气过滤材料包括三层，三层之间通过黏合剂黏合，滤材层与层之间采用点黏合方式，除黏结点外，滤材层其他部分未被黏合剂覆盖，能够保证整个过滤材料的透气性；过滤材料在厚度方向形成多层不同的孔隙度的结构，构造良好的容尘梯度，具有较高的过滤效率和容尘量，在各种污染天气条件下均可达到理想的防护效果。
Description
技术领域
本发明属于空气过滤材料技术领域，具体地，涉及一种高效空气过滤材料的制备方法。
背景技术
近年来，工业化发展迅速，城镇化速度不断加快，各种污染问题纷至沓来，其中空气污染己成为当下环境污染的一个主要问题。工厂废气、汽车尾气、建筑粉尘、居民生活等排放了大量的烟尘颗粒，而这些颗粒物也为细菌提供了生长繁殖的载体。这些不单单会严重威胁人们的身体健康，同时也会对自然气候产生不良影响，破坏动物、植物赖以生存的自然环境。因此，设计和制备出能有效阻挡空气中细微粉尘颗粒物并具有优良抗菌性能的口罩滤布材料是摆在人类面前的、关乎人类身体健康的重大课题。对于尺寸在微米级以上的颗粒，传统非织造口罩滤布可以具有较好的过滤性能，但对于尺寸在亚微米甚至纳米级的颗粒物质或细菌，传统非织造口罩滤布对其过滤性能较差，而且具有抗菌功能化的空气过滤材料更是少之又少。
传统过滤材料虽对微米级以上的颗粒具有较高的过滤效率，却难以实现对亚微米级颗粒的有效过滤，且存在抗污能力弱、使用周期短、不具备抗菌性等缺点，已经再无法完全满足人们对高效过滤材料的要求。为弥补传统过滤材料的不足，新型多功能、高附加值过滤材料的开发势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效空气过滤材料的制备方法，本发明制备得到的空气过滤材料包括三层，第一层为PET纺黏非织造布，第二层为PET熔喷非织造布，第三层为复合滤布层，三层之间通过黏合剂黏合，滤材层与层之间采用点黏合方式，点黏合方式下，除黏结点外，滤材层其他部分未被黏合剂覆盖，仍存在较多的空隙，能够保证整个过滤材料的透气性；PET纺黏非织造布纤维直径和孔径都较大，而PET熔喷非织造布具有纤维细、孔隙多且孔径尺寸小的特点，复合滤布层的纤维直径和孔径也较大，过滤材料在厚度方向形成多层不同的孔隙度的结构，构造一个良好的容尘梯度，因此具有较高的过滤效率和容尘量，在各种污染天气条件下均可达到理想的防护效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
其中，所述PET纺黏非织造布的厚度为0.34-0.4mm，所述PET熔喷非织造布的厚度为0.3-0.35mm；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥70-80min后取出，完成PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.12-0.15mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥60-70min后取出，得到高效空气过滤材料。
进一步地，所述高效空气过滤材料包括三层，第一层为PET纺黏非织造布，第二层为PET熔喷非织造布，第三层为复合滤布层，三层之间通过黏合剂黏合。
进一步地，所述黏合剂由如下方法制备：
称取瓜尔胶加入到蒸馏水中，在70-80℃水浴条件下加热搅拌，待明胶完全溶解后再加入羧甲基纤维素，继续搅拌至溶解，得到黏合剂；
其中，瓜尔胶、羧甲基纤维素和蒸馏水所用的质量之比为2:1:30。
进一步地，步骤三中所述改性炭纤维由如下方法制成：
1)按照料液比1g：15-20mL将预氧丝加入到质量分数为30％的浓硝酸中浸泡10min后超声30min，冷却至室温，过滤并用大量去离子水将预氧丝洗涤至中性，放于130℃真空干燥箱中干燥4h；
2)将干燥后的预养丝置于管式炉当中，在80cm3/min流速的CO2气体下以10-15℃/min的升温速率升温至900-1100℃，保温活化100-130min，冷却到室温，制得活性炭纤维；
3)将活性炭纤维用丙酮和去离子水分别洗涤3-4次，于120℃真空干燥箱中干燥5-6h；
4)将干燥后的活性炭纤维浸渍在质量分数20％的NaOH溶液中，超声10min后取出烘干，再将烘干的活性炭纤维放入石英管中，在100cm3/min流速的N2气氛下以10℃/min的升温速率升温至750-850℃，保温3h，取出，用去离子水反复洗涤至中性，烘干；
5)将上述步骤烘干后的活性炭纤维再次放入石英管中，在150cm3/min流速的NH3气氛下以5℃/min的升温速率升温至780-820℃，保温90min后停止通NH3，在N2气氛下冷却至室温后取出，制得改性炭纤维。
进一步地，步骤三中所述催化活性颗粒由如下方法制备：
按照质量比为1:19将载银TiO2粉体混入P25型TiO2纳米颗粒中，然后在90℃的条件下真空烘干3h后研磨过100目筛，得到催化活性颗粒；
其中，载银TiO2粉体的粒径为30nm。
本发明的有益效果：
本发明的复合滤布层中采用改性炭纤维作为主体，经过NaOH热处理的活性炭纤维表面产生了大量的微孔，这些微孔的产生增加了活性炭纤维的比表面积和孔容，减小了活性炭纤维的平均孔径，显著地提升了活性炭纤维的吸附性能(物理吸附)；再氨气热处理之后，活性炭纤维表面会反应形成以吡啶型氮为主的含氮官能团，且不会使活性炭纤维表面产生断裂以及表面结构的破坏，吡啶型氮为六元环中含有一个杂环氮原子，在此氮原子上有一对未成键的孤对电子处于SP2杂化轨道，而且并没有参与共轭作用，所以它可以和挥发性的极性气体分子上的H相结合形成氢键，用于吸附极性分子气体，因此，在活性炭纤维表面的吡啶型含氮官能团的数量的增加可以增强其对极性分子气体的吸附能力(化学吸附)；经过碱热处理和氨气热处理的活性炭纤维，能够显著提高物理吸附和化学吸附，得到吸附性能优异的改性炭纤维；
本发明的复合滤布层中在改性炭纤维层之间喷洒了催化活性颗粒，P25型TiO2纳米颗粒具有很大的比表面积，在受光时可生成活泼性很强的超氧自由基和羟基自由基，会催化氧化挥发性有机物，从而达到降解污染物的作用，此外，这种TiO2在遇到细菌时，会催化氧化细胞内的有机物，达到杀灭细菌的效果，但是其仅在紫外光下才存在催化及抑菌活性，将粒径为30nm的载银TiO2(Ag/TiO2)以一定比例混入P25型TiO2中，可大大提高TiO2粉末的抗菌性能，使得催化活性颗粒具有高效的光催化性能和抗菌性能；
本发明制备得到的空气过滤材料包括三层，第一层为PET纺黏非织造布，第二层为PET熔喷非织造布，第三层为复合滤布层，三层之间通过黏合剂黏合，滤材层与层之间采用点黏合方式，点黏合方式下，除黏结点外，滤材层其他部分未被黏合剂覆盖，仍存在较多的空隙，能够保证整个过滤材料的透气性；PET纺黏非织造布纤维直径和孔径都较大，而PET熔喷非织造布具有纤维细、孔隙多且孔径尺寸小的特点，复合滤布层的纤维直径和孔径也较大，过滤材料在厚度方向形成多层不同的孔隙度的结构，构造一个良好的容尘梯度，因此具有较高的过滤效率和容尘量，在各种污染天气条件下均可达到理想的防护效果。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
高效空气过滤材料的制备方法，所述高效空气过滤材料包括三层，第一层为PET纺黏非织造布，第二层为PET熔喷非织造布，第三层为复合滤布层，三层之间通过黏合剂黏合；
所述黏合剂由如下方法制备：
称取瓜尔胶加入到蒸馏水中，在70-80℃水浴条件下加热搅拌，待明胶完全溶解后再加入羧甲基纤维素，继续搅拌至溶解，得到黏合剂；
其中，瓜尔胶、羧甲基纤维素和蒸馏水所用的质量之比为2:1:30；
单纯使用瓜尔胶作为黏合料时，会达到强度高的要求，但是会使滤材层质地较硬，反之，单独使用羧甲基纤维素时使滤材层质地柔软，但是黏合强度不够，当二者按照该比例混合使用时，相互配合，既能够达到所需的黏结强度，又能改善滤材层的柔软性；
所述高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
其中，PET纺黏非织造布的厚度为0.34-0.4mm，PET熔喷非织造布的厚度为0.3-0.35mm；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布(第一层)和PET熔喷非织造布(第二层)之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥70-80min后取出，完成第一层和第二层的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，其中涤纶针刺毡起到应力缓冲作用，防止材料压力过大对材料的结构造成破坏，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层(第三层)；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.12-0.15mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布(第二层)的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥60-70min后取出，得到高效空气过滤材料；
滤材层与层之间采用点黏合方式，点黏合方式下，除黏结点外，滤材层其他部分未被黏合剂覆盖，仍存在较多的空隙，能够保证整个过滤材料的透气性，而面黏合方式下复合滤材表面均被黏结剂覆盖，纤维与纤维之间的空隙充满黏合剂，导致其阻力压降较大，透气性较差；
空气过滤材料中PET纺黏非织造布纤维直径和孔径都较大，而PET熔喷非织造布具有纤维细、孔隙多且孔径尺寸小的特点，复合滤布层的纤维直径和孔径也较大，过滤材料在厚度方向形成多层不同的孔隙度的结构，构造一个良好的容尘梯度，因此具有较高的过滤效率和容尘量，在各种污染天气条件下均可达到理想的防护效果；
其中，步骤三中所述改性炭纤维由如下方法制成：
1)按照料液比1g：15-20mL将预氧丝加入到质量分数为30％的浓硝酸中浸泡10min后超声30min，冷却至室温，过滤并用大量去离子水将预氧丝洗涤至中性，放于130℃真空干燥箱中干燥4h；
2)将干燥后的预养丝置于管式炉当中，在CO2气体(80cm3/min)下以10-15℃/min的升温速率升温至900-1100℃，保温活化100-130min，冷却到室温，制得活性炭纤维；
3)将活性炭纤维用丙酮和去离子水分别洗涤3-4次，于120℃真空干燥箱中干燥5-6h；
4)将干燥后的活性炭纤维浸渍在质量分数20％的NaOH溶液中，超声10min后取出烘干，再将烘干的活性炭纤维放入石英管中，在N2气氛(100cm3/min)下以10℃/min的升温速率升温至750-850℃，保温3h，取出，用去离子水反复洗涤至中性，烘干；
5)将上述步骤烘干后的活性炭纤维再次放入石英管中，在NH3气氛(150cm3/min)下以5℃/min的升温速率升温至780-820℃，保温90min后停止通NH3，在N2气氛下冷却至室温后取出，制得改性炭纤维；
经过NaOH热处理的活性炭纤维表面产生了大量的微孔，这些微孔的产生增加了活性炭纤维的比表面积和孔容，减小了活性炭纤维的平均孔径，显著地提升了活性炭纤维的吸附性能(物理吸附)；再氨气热处理之后，活性炭纤维表面会反应形成以吡啶型氮为主的含氮官能团，且不会使活性炭纤维表面产生断裂以及表面结构的破坏，吡啶型氮为六元环中含有一个杂环氮原子，在此氮原子上有一对未成键的孤对电子处于SP2杂化轨道，而且并没有参与共轭作用，所以它可以和挥发性的极性气体分子上的H相结合形成氢键，用于吸附极性分子气体，因此，在活性炭纤维表面的吡啶型含氮官能团的数量的增加可以增强其对极性分子气体的吸附能力(化学吸附)；经过碱热处理和氨气热处理的活性炭纤维，能够显著提高物理吸附和化学吸附，得到吸附性能优异的改性炭纤维；
步骤三中所述催化活性颗粒由如下方法制备：
按照质量比为1:19将载银TiO2粉体混入P25型TiO2纳米颗粒中，然后在90℃的条件下真空烘干3h后研磨过100目筛，得到催化活性颗粒；
其中，载银TiO2粉体的粒径为30nm，广州延瑞化工有限公司生产；
P25型TiO2纳米颗粒具有很大的比表面积，在受光时可生成活泼性很强的超氧自由基和羟基自由基，会催化氧化挥发性有机物，从而达到降解污染物的作用，此外，这种TiO2在遇到细菌时，会催化氧化细胞内的有机物，达到杀灭细菌的效果，但是其仅在紫外光下才存在催化及抑菌活性，将粒径为30nm的载银TiO2(Ag/TiO2)以一定比例混入P25型TiO2中，可大大提高TiO2粉末的抗菌性能，使得催化活性颗粒具有高效的光催化性能和抗菌性能。
实施例1
高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥70min后取出，完成第一层和第二层的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，其中涤纶针刺毡起到应力缓冲作用，防止材料压力过大对材料的结构造成破坏，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.12mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布(第二层)的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥60min后取出，得到高效空气过滤材料。
实施例2
高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布(第一层)和PET熔喷非织造布(第二层)之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥75min后取出，完成第一层和第二层的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，其中涤纶针刺毡起到应力缓冲作用，防止材料压力过大对材料的结构造成破坏，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层(第三层)；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.14mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布(第二层)的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥65min后取出，得到高效空气过滤材料。
实施例3
高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布(第一层)和PET熔喷非织造布(第二层)之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥80min后取出，完成第一层和第二层的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，其中涤纶针刺毡起到应力缓冲作用，防止材料压力过大对材料的结构造成破坏，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层(第三层)；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.15mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布(第二层)的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥70min后取出，得到高效空气过滤材料。
对实施例1-3制备的空气过滤材料和普通的一次性口罩做如下过滤性能测试：
过滤效率的测试方法采用欧洲标准(EN1882-1:1998)中的最易穿透粒径法(MPPS)，选用0.3um直径的粒子进行过滤效率测试，然后通过改变流速和粒子直径，测试材料对不同直径粒子的过滤效率，以及流速与滤阻之间的关系，测试结果如下表：
可知，本发明制备得到的空气过滤材料对0.3um粒子的过滤效率达到68.6％以上，过滤阻力在138Pa以下，具有高的过滤效率。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.高效空气过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、对PET纺黏非织造布、PET熔喷非织造布进行前处理，具体的，将其浸入质量浓度分别为25g/L的NaOH和5g/L的渗透剂JFC的混合溶液中，100℃水浴浸渍1h，浴比为20:1，浸渍完成后取出用去离子水洗至中性，烘干备用；
其中，所述PET纺黏非织造布的厚度为0.34-0.4mm，所述PET熔喷非织造布的厚度为0.3-0.35mm；
步骤二、将前处理后的PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布之间进行层间黏合复合，具体的，采用点黏合方式进行复合，按照纵、横向间隔3cm在PET纺黏非织造布上均匀撒点涂布黏合剂，覆上PET熔喷非织造布，并将其放在45℃的烘箱内干燥70-80min后取出，完成PET纺黏非织造布和PET熔喷非织造布的复合；
步骤三、将改性炭纤维铺在涤纶针刺毡上，将催化活性颗粒连续均匀地喷洒在改性炭纤维材料上，然后再覆上一层改性炭纤维，再放置一层涤纶布，进行液压压制，液压机的温度设置为50℃，压力为2MPa，制得复合滤布层；其中，催化活性颗粒的喷洒量为改性炭纤维的质量的10％，得到的复合滤布层的厚度为0.12-0.15mm；
步骤四、将所述复合滤布层采用点黏合方式复合在PET熔喷非织造布的另一表面，具体的，按照纵、横向间隔3cm在PET熔喷非织造布上均匀撒点涂布粘合剂，覆上复合滤布层，将其放在50℃的烘箱内干燥60-70min后取出，得到高效空气过滤材料。
2.根据权利要求1所述的高效空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述高效空气过滤材料包括三层，第一层为PET纺黏非织造布，第二层为PET熔喷非织造布，第三层为复合滤布层，三层之间通过黏合剂黏合。
3.根据权利要求1所述的高效空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述黏合剂由如下方法制备：
称取瓜尔胶加入到蒸馏水中，在70-80℃水浴条件下加热搅拌，待明胶完全溶解后再加入羧甲基纤维素，继续搅拌至溶解，得到黏合剂；
其中，瓜尔胶、羧甲基纤维素和蒸馏水所用的质量之比为2:1:30。
4.根据权利要求1所述的高效空气过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述改性炭纤维由如下方法制成：
1)按照料液比1g：15-20mL将预氧丝加入到质量分数为30％的浓硝酸中浸泡10min后超声30min，冷却至室温，过滤并用大量去离子水将预氧丝洗涤至中性，放于130℃真空干燥箱中干燥4h；
2)将干燥后的预养丝置于管式炉当中，在80cm3/min流速的CO2气体下以10-15℃/min的升温速率升温至900-1100℃，保温活化100-130min，冷却到室温，制得活性炭纤维；
3)将活性炭纤维用丙酮和去离子水分别洗涤3-4次，于120℃真空干燥箱中干燥5-6h；
4)将干燥后的活性炭纤维浸渍在质量分数20％的NaOH溶液中，超声10min后取出烘干，再将烘干的活性炭纤维放入石英管中，在100cm3/min流速的N2气氛下以10℃/min的升温速率升温至750-850℃，保温3h，取出，用去离子水反复洗涤至中性，烘干；
5)将上述步骤烘干后的活性炭纤维再次放入石英管中，在150cm3/min流速的NH3气氛下以5℃/min的升温速率升温至780-820℃，保温90min后停止通NH3，在N2气氛下冷却至室温后取出，制得改性炭纤维。
5.根据权利要求4所述的高效空气过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述催化活性颗粒由如下方法制备：
按照质量比为1:19将载银TiO2粉体混入P25型TiO2纳米颗粒中，然后在90℃的条件下真空烘干3h后研磨过100目筛，得到催化活性颗粒；
其中，载银TiO2粉体的粒径为30nm。
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