[发明专利]一种基于陶瓷基过滤介质的空气净化过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及空气过滤技术领域，尤其涉及一种采用多孔陶瓷粉体为过滤材料以实现空气净化的陶瓷基过滤介质及其过滤器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调成为调节室/车内温度、改变室/车内环境的首选。然而，空调的使用要求空气相对封闭，由此容易造成室/车内空气污浊、细菌滋生，从而对人体健康带来不利影响。为此，需要在空调的出/进风口处设置过滤器，以净化空气。目前，空调过滤器主要采用有机纤维编织的单层滤网，通过截留部分灰尘来净化空气。但是，这种滤网的孔径较大，一般在几十甚至上百微米，对灰尘的截留效率很低，特别是对人体有害的PM2.5级的灰尘、烟尘以及甲醛等物质，则基本无法截留。此外，由于过滤器主要采用拦截过滤作用而实现空气净化，被拦截的灰尘、粉尘和化学物质均吸附在滤芯内，如不及时清洗或者更新，过滤器本身的污染会造成空气质量的二次污染。

目前，现有技术针对空调的上述过滤截留问题也进行了改进，但所采用的方法均是使用多层结构的滤芯，即不断增加过滤层的种类和数量，这样，不仅造成出风口的风阻大幅增加，降低了空调的功耗比和所适用的空间大小，而且多层结构的滤芯拦截而积聚了更多的灰尘、粉尘和化学物质在滤芯内，如不及时清洗或者更新，所造成的二次污染更为严重。

而为了减少上述二次污染问题，现有技术通过安装由摄像头、高亮度闪光灯、显示器、空气过滤器、气体传感器、空气管道等组成的可视污染监控装置，以提供过滤器表面污染图像，并检测空气管道内是否有异味，以便不用拆卸便可知晓过滤器的污染及霉变情况，从而提示及时清洗或者更新滤芯。显然，这些附属的装置大幅增加了空调系统的复杂性和设备投入。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用多孔陶瓷粉体为过滤材料的陶瓷基空气净化过滤介质，借助微米级球形陶瓷粉体颗粒堆积形成的空隙，并结合陶瓷粉体颗粒本身的介孔结构，而实现室/车内空气的全效净化。本发明的另一目的在于提供使用上述陶瓷基过滤介质的空气净化过滤器，以适于室内空调或者车载空调的使用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种陶瓷基空气净化过滤介质，由微米级球形介孔陶瓷粉体颗粒堆积组成；所述陶瓷粉体颗粒为微米级球形，其粒径为0.5～50μm，粉体颗粒之间具有空隙；所述陶瓷粉体颗粒呈多孔状介孔结构，其孔径为2～15nm。

本发明过滤介质陶瓷粉体颗粒呈球形，其0.5～50μm的粒径范围使得粉体颗粒具有良好的流动性。粉体颗粒自由堆积所形成的空隙可以截留粉尘等大粒径污染物，粉体颗粒的介孔结构则可以吸附更小粒径的微尘、细菌、甲醛等有害气体，从而实现对室/车内空气的全效净化。

上述方案中，本发明所述陶瓷粉体为白色粉体，可根据粉体偏离白色的程度来判定粉体被污染的情况，以便及时清洗或更新过滤介质。

进一步地，本发明所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体，为Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、ZnO、TiO₂、CaO、MgO、SrO、BaO粉体中的一种、或其混合物或化合物粉体(如CaTiO₃、Ca₁₂Al₁₄O₃₃)。所述陶瓷粉体的比表面积为200～400m²/g。

上述氧化物陶瓷粉体的制备如下：根据陶瓷粉体的组成，选择以氧化物的前驱体溶液或者溶胶为氧化物源，以有机大分子为介孔模板剂，采用喷雾裂解法得到粉体；再通过煅烧去除模板剂，而获得白色微米级球形介孔氧化物陶瓷粉体。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种基于陶瓷基过滤介质的空气净化过滤器，包括框架、栅条、栅格、网布、密封件、上述过滤介质；所述栅条呈间隔均布、支撑在网布内而与网布构成相邻接的扁状腔体；所述栅条依次、交错位于框架的前后侧面上，所述栅格设置在框架上，且栅格的一侧边对应支承在栅条上，使得扁状腔体呈Z型排列在框架上；所述扁状腔体的一端为注入口，所述过滤介质填充于扁状腔体内，所述密封件设置在注入口上。

本发明过滤器安装在现有的室内空调或者车载空调的出/进风口处，可以是适度的变形(如呈平面、弧形或者圆柱状)以适应出/进风口的形状。根据空气净化程度和出风量的大小，本发明所述扁状腔体的厚度为1～10mm。