[发明专利]一种过滤材料及其制备方法

说明书

本发明涉及过滤材料技术领域，具体提供了一种过滤材料及其制备方法，该过滤材料包括第一基材层、第二基材层以及位于所述第一基材层和第二基材层之间的含有光催化剂的聚四氟乙烯膜，通过采用特定的含有光催化剂的聚四氟乙烯膜，并将其夹持在第一基材层与第二基材层之间，能够显著改善光催化剂易脱落的问题，可以使过滤材料在较长时间内维持对有机气体具有良好的去除效果，延长使用期限，明显提高光催化效率，得到的过滤材料同时具有较高的光催化效率和过滤效率。

技术领域

本发明涉及过滤材料技术领域，具体涉及一种过滤材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的不断进步，功能性的高效空气过滤材料得到了迅猛发展。功能性的高效空气过滤材料除广泛应用于工业废气排放处理外，还可用于常温下滤去微小粒子的室内空气净化处理。采用功能性空气过滤器是消除空气低浓度有害气体的有效途径。纳米光催化材料是目前最有发展前景的消除有害气体的空气过滤材料，它能有效地将NH₃、NO_X、SO₂及VOC(挥发性有机化合物)等有害气体降解为CO₂、H₂O和相应的无机离子。纳米材料在功能性空气过滤材料开发上的应用主要集中在利用一些金属及氧化物的纳米级粒子所具有的特性，具有常温常压下就能反应，无二次污染的优点。

例如，专利文献CN201710706839.0涉及一种兼具光催化/抗菌功能的复合纳米纤维过滤材料及其制备方法，所述的过滤材料，包括支撑层及附着在支撑层表面的纳米纤维过滤层，纳米纤维层均匀填充有光催化剂和抗菌剂，制备方法包括以下步骤：1)纺丝液配制：将一定量的光催化剂和抗菌剂均匀分散在溶剂中形成分散液，超声处理后加入高聚物形成稳定均一的静电纺丝溶液；2)静电纺丝，设置静电纺丝参数，利用静电纺丝用组合式针头实现纺丝聚合物溶液在实心金属丝尖端进行拉伸出丝；3)采用回收溶剂蒸汽以一定释放速率对复合纳米纤维过滤材料表面进行微溶处理，即得最终兼具光催化/抗菌功能的复合纳米纤维过滤材料。专利CN201810962089.8公开了一种负载纳米氧化锌功能滤纸的制备方法，该方法包括如下步骤：1)配制质量浓度为45％-65％的氯化锌溶液；2)将氯化锌溶液加热至55℃-85℃后，将干净滤纸完全浸没于氯化锌溶液中，浸渍30s-2min后取出，将滤纸用去离子水洗涤、干燥制得滤纸基底；3)将总量为反应釜体积60-80％的物料加入到聚四氟乙烯水热反应釜中，其中物料由步骤(2)的滤纸基底与碱溶液按以下用量配比混合而成：滤纸基底10-20g和碱溶液50-100ml；然后将反应釜密封后于80-180℃温度下反应8-36h，冷却后将滤纸取出并用去离子水洗涤后烘干，即得到负载纳米氧化锌功能滤纸。然而，当使用这些过滤材料过滤空气时，过滤材料受到高速气流的冲刷，导致过滤材料内的纳米颗粒容易脱落，从而直接影响空气净化材料的光催化效率及使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的光催化剂在使用过程中易脱落而导致光催化效率低下的缺陷，从而提供一种过滤材料及其制备方法。

本发明提供了一种过滤材料，包括第一基材层、第二基材层以及位于所述第一基材层和第二基材层之间的含有光催化剂的聚四氟乙烯膜。

进一步地，所述含有催化剂的聚四氟乙烯膜包括聚四氟乙烯、光催化剂、表面活性剂和助挤剂；所述聚四氟乙烯与光催化剂的质量比为100：0.1-5；

所述表面活性剂和助挤剂的质量之和与所述聚四氟乙烯的质量的比值为1-20:100。

进一步地，所述光催化剂选自TiO₂、ZnO、ZnS、CdS、PbS、WO₃和SnO₂中的至少一种；优选地，所述光催化剂为TiO₂和ZnO的混合物。

进一步地，所述光催化剂的粒径为5-100nm。

进一步地，所述助挤剂选自石蜡油、航空煤油和石油醚中的至少一种。