[发明专利]纳米摩擦电荷增强锰氧化物/高分子复合材料去除甲醛的装置和方法

权利要求书

1.纳米摩擦电荷增强锰氧化物/高分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

电纺丝+水热技术制备MnOx/高分子纳米复合材料：

MnO_x/PI纳米复合结构纤维制备：首先将碳(C)纳米颗粒均匀分散到聚酰胺酸(PAA)的MDF(二甲基甲酰胺)溶液，接着通过静电纺丝工艺制备出C/PAA纳米复合结构纤维无纺布，使得C纳米颗粒固定到PAA纳米纤维上，然后在300℃进行亚胺化处理得到C/PI，再将C/PI在碱性溶液下水解，去除PI纤维上C纳米颗粒表面覆盖的PI层，使得纳米复合结构纤维无纺布表面有C纳米颗粒露出来，然后将纳米复合结构纤维无纺布置于KMnO₄溶液中一段时间，使得露出的C纳米颗粒与KMnO₄发生氧化还原反应，在C纳米颗粒表面上原位生长MnO_x纳米结构，最后经过热处理得到MnO_x/PI纳米复合纳米结构纤维网布；

MnO_x/PA纳米复合纤维制备：以添加C纳米颗粒(即碳纳米颗粒)的尼龙6-甲酸溶液作为纺丝液制备出纳米复合结构纤维布，使得C纳米颗粒固定到PA纳米纤维上，然后经过90℃热处理后，在酸性条件下水解去除PA纤维表面上C纳米颗粒表面覆盖的PA层，使得PA纤维表面上具有C纳米颗粒露出来，然后将纳米复合结构纤维无纺布置于KMnO₄溶液中一段时间，使得露出的C纳米颗粒与KMnO₄发生氧化还原反应，在C纳米颗粒表面上原位生长MnO_x纳米结构，最后热处理后得到MnO_x/PA纳米复合纳米纤维催化剂网布。

2.按照权利要求1所述的纳米摩擦电荷增强锰氧化物/高分子复合材料的制备方法，其特征在于，MnO_x/PI纳米复合结构纤维制备和MnO_x/PA纳米复合纤维制备的过程中，KMnO₄溶液的浓度为0.05Mol/L，反应时间为120min，然后105℃烘干12h；反应方程式如下：

3.基于风能或机械震动产生的摩擦电荷增强的甲醛空气净化器，其特征在于，主要包括七部分组成：进风口(1)、MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网(2)、震动器(3)、涡轮风机(4)、出风口(5)、浓度检测器(6)、控制面板(7)；净化器为空腔结构，设有两个进风口(1)，分别为与相对的两侧面，在空气净化器内部进风口(1)处设有MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网(2)封口，所述的MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网为多层结构紧贴叠加，MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网上下两端分别采用震动器(3)夹持，震动器(3)可用于对MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网进行震动，净化器的上部设有出风口(5)，出风口(5)处设有涡轮风机(4)，同时还设有浓度检测器(6)、控制面板(7)，浓度检测器(6)设置在甲醛空气净化器内或/和外，控制面板(7)中设有或连接有控制器，控制面板(7)与震动器(3)、涡轮风机(4)、浓度检测器(6)连接。

4.按照权利要求3所述的基于风能或机械震动产生的摩擦电荷增强的甲醛空气净化器，其特征在于，震动器(3)为微震动器或微震动控制器，能提供震动即可。

5.按照权利要求3所述的基于风能或机械震动产生的摩擦电荷增强的甲醛空气净化器，其特征在于，所述的MnO_x/高分子纳米复合材料为权利要求1或2制备的MnO_x/PI纳米复合结构纤维或MnO_x/PA纳米复合纤维。

6.权利要求3-5任一项所述的基于风能或机械震动产生的摩擦电荷增强的甲醛空气净化器的工作方法，其特征在于，

当涡轮风机(4)启动之后，并打开振动器(3)，被甲醛污染的室内气体会从进风口(1)进气，经过MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网(2)时，粉尘会被纤维吸附上，而有机物污染物如甲醛会被锰氧化物分解为二氧化碳和水，而震动器会增强MnO_x/高分子纳米复合材料纤维网(2)之间的震动摩擦，会产生更多的摩擦电荷，促进氧负离子的产生，从而增强甲醛的分解；最终，纯净的空气经出风口(5)再排放到外部；浓度检测器(6)用来检测甲醛的浓度，而控制面板会显示甲醛浓度、湿度、温度等室内环境情况，并且可以控制机器的运行。