[发明专利]定制式抑菌抗病毒光触媒滤芯的加工方法及其产品

说明书

本发明定制式抑菌抗病毒光触媒滤芯的加工方法及其产品，属于光催化技术的应用领域，方法是在由连续原丝制成的无机纤维毡上均匀负载光触媒分散液，再将该玻璃纤维毡裁切成与钢网模套匹配的形状、装载在钢网模套内随模套在450~650℃焙烧，有机物分解，光触媒烧结在无机纤维上，形成无机纤维基复合滤料，再将复合滤料转移至透光的过滤单元壳体中与连通定位机构组配成过滤器的定制滤芯，制作方法适于工业化生产，可用于各种过滤、净化的设备或场合中。

技术领域

本发明属于光催化技术的应用领域，涉及以玻璃纤维为载体光触媒抑菌净化装置，特别是定制式光触媒空气超净化单元及其加工方法。

背景技术

光触媒的作用机理是通过光激发纳米级二氧化钛材料，其表面产生光生空穴和跃迁电子云，在光电效应支持下的纳米级结构模表面层产生的羟基自由基具有很强的氧化能力，可有效降解有机污染物或者杀灭细菌或病毒。因此，自光触媒材料的特性被发现和深入被认识以来，一直受到人们的追捧和研究。特别是这种具有环境保护的功能性材料是完全绿色的、并具有节能的天然优势而越来越受到各国的重视。但是，第一代光触媒对激发光波长的限定、材料本身的团聚特性、和单位表面积空穴密度动态特性限制了它在产业化应用中的开发步骤。直至掺杂和设置负载技术出现后，所形成的第三代光触媒才突破服了以上的瓶颈，开辟了应用方向的突飞猛进。

现代技术中，光触媒技术的关键开发方向包括原晶型的结构改进、抗团聚分散技术，和分散后的纳米级晶体的定位技术。纳米级的光触媒颗粒具有相对高的氧化还原活性和催化剂反复使用的特征；因此，在环境治理工程中，光触媒所起到的净化效果是不可小视的。特别是第三代光触媒诞生以后，光触媒的分散液技术和二次分散定位技术发展很快，已经接近产业化生产和产品批量化投产的规模。真正应用时细小的飞尘粉末很容易在光触媒的表层，形成粉尘污染。阻塞了空穴和掠俘了自由电子的光触媒表层结构，会逐渐减弱它的活性。所以，在现代的光触媒的液相分散技术及二次成型定位技术中、要考虑到定型应用产品中有效比表面积的问题，更重要的是在应用环境中空穴密度的动态保有率。

十分明显作为纳米级粉剂，直接投入应用是很难发挥它的结构优势的。只能借助于溶剂单元分散后所形成的分散悬浮液，再将分散后的液相光触媒产品复合工艺与载体结合形成二次分散定位的定型产品，这已经成为成熟技术，已用于制造业。借助复合在载体上的二次光触媒产品在催化降解中仍然存在以下缺陷：①粘合剂包覆、污染气体中的细微尘粒、细菌、病毒、或降解分子团阻截产生表面电子空穴中毒失效；②在正常使用状态中需要空穴与消杀、降解的细菌、病毒的近距离接触，光触媒催化活性和效果相对化工催化剂较为弱，需要考虑有效率。特别是应用在空气净化时必须设置适当的流速、流量以保证接触几率、以及消杀、降解细菌、病毒的效果。

相对而言，复合型的二次分散定位的光触媒滤网的应用较为灵活、高效、有广泛的适应性。特别是借助高温烧结定位在无机材料上的工艺技术已经成熟。包括玻璃纤维基复合的光触媒滤料已经应用在各种产品中；所得到的是玻璃纤维基光催化滤材。该技术方案中，使光触媒材料纳米级单元分散定位在玻璃纤维的表面，形成相对大流量间隙和有效电子空穴密度，为降解有害气体分子、消杀细菌、病毒创造了基础条件。但是，在滤芯的加工和使用中，为了避免二次污染、为长效机制和高效运行提供保障，需要对滤芯形成特殊的加工设计方法。

发明内容

本发明的目的是对过滤器装置中的玻璃纤维基光触媒净化滤芯提出定制化制作方法。以无机长纤维毡和三代光触媒高分散乳液为基础材料，借助传统的机加工和复合成型加工工艺，形成定制化的滤芯，再采用配套的夹持、定位芯模，形成滤芯单元，再装配成具有抑菌、抗病毒功效的过滤装置。其制作方法适于规范化工业生产，可用于各种需要空气净化的环境中。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：定制式抑菌抗病毒光触媒滤芯的加工方法，基于无机长纤维毡与光触媒的复合制作工艺，包括光触媒悬浮液的制备和纳米级晶粒在无机长纤维上的复合定位，关键在于所述方法具体包括以下工序步骤：

．备料：选择无机长纤维毡和制备配套光触媒分散母液；