[发明专利]一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯及制备方法

说明书

本发明公开了一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯及制备方法，所述光催化空气净化复合玻璃纤维滤芯的组分为：棒状氧化锌基复合光催化纳米颗粒（6～12wt%），粘结体系（3～9wt%）以及超细玻璃纤维棉（79～91wt%）。本发明还公开了一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯的制备方法，首先通过湿法造纸工艺制备出玻璃纤维滤纸，再经过微波快速反应完成原位生长引入棒状氧化锌基复合光催化纳米级颗粒，然后将制得的玻璃纤维滤纸进行打折处理，制得具有可见光光催化效果的棒状氧化锌基复合纳米颗粒空气净化玻璃纤维滤芯。本发明制备的材料具有可见光催化抗菌净化的功能，在高密度空气污染净化领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于复合功能材料技术领域，具体涉及一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯及制备方法。

背景技术

光催化颗粒利用光催化机理具有良好的室内空气净化能力，但利用光催化颗粒与玻纤滤芯结合的应用，目前绝大多数光催化抗菌内滤芯都是用光催化颗粒机械负载在上面，普遍采用的光催化剂对可见光的利用效率较小，而且存在着光催化颗粒容易团聚，这些都造成光催化抗菌活性降低。现有技术空气滤芯中主要是添加贵金属的抗菌颗粒以提高其抗菌效果，但成本较高，因此本发明的目的就是利用空气滤芯和复合光催化颗粒前驱体溶液进行有机结合，提供一种提高玻璃纤维空气滤芯的空气净化率并且光催化剂紧密结合的快速可见光响应的抗菌空气净话玻璃纤维的净化滤芯的制备方法。

发明内容

针对目前现有技术的抗菌玻璃纤维空气净化过滤纸中的光催化颗粒容易从纸上脱落，造成其抗菌性变差影响过滤效能的技术缺陷。本发明提供一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯及制备方法，使用超细玻璃纤维棉提高空气过滤性能的同时，通过微波快速合成一步原位生长以及粘结体系提高纳米级颗粒与玻璃纤维棉的附着度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯，组成为：6～12wt%棒状氧化锌基复合光催化纳米颗粒，3～9wt%粘结体系，其余组分为超细玻璃纤维棉79～91wt%。

优选的，所述超细玻璃纤维棉组成为：SiO2：56.5~66.5wt%，Al2O3：2.5~7.5wt%，MgO：4.5~8.5wt%，CaO：1.5~4.5wt%，B2O3：3~6.5wt%，Fe2O3+ZnO+BaO：4.5~7.5wt%，碱金属氧化物R2O（Na2O+K2O）：8~10.5wt%；

优选的，所述粘结体系由粘结剂和改性剂组成；

优选的，所述粘结剂为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液和改性酚醛树脂中尿素改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂中的一种或几种，质量为占可见光光催化空气净化玻璃纤维滤芯的总质量的2~5%；

优选的，所述改性剂为KH550、KH560、KH792硅烷偶联剂中的一种或几种，质量为可见光光催化空气净化玻璃纤维滤芯的总质量的1~4%；

优选的，所述光催化复合纳米级颗粒为A、B、C和D类，A类光催化纳米颗粒为氧化锌，B类光催化纳米颗粒为石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯量子点其中的一种或几种, C类光催化纳米颗粒为纳米银颗粒和纳米银线中的一种或几种，D类光催化纳米颗粒为氧化钛、氧化锡或氧化钨其中的一种或几种，A、B、C和D四类复合纳米级颗粒含量占花状氧化锌基复合纳米颗粒玻璃纤维滤芯的总质量的6~12 wt%；

优选的，其特征在于，所述光催化纳米级颗粒的制备方法为：微波合成反应法或沉淀法或溶胶凝胶法或水热法；

一种棒状氧化锌基复合纳米颗粒空气净化玻璃纤维滤芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）配置棒状氧化锌基复合光催化颗粒前驱体溶液；