一種陶瓷基空氣凈化過濾介質以及基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器的制造方法

專利名稱:一種陶瓷基空氣凈化過濾介質以及基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種陶瓷基空氣凈化過濾介質，由微米級球形介孔陶瓷粉體顆粒堆積組成；所述陶瓷粉體顆粒為微米級球形，其粒徑為0.5～50μm，粉體顆粒之間具有空隙；所述陶瓷粉體顆粒呈多孔狀介孔結構，其孔徑為2～15nm。此外，還公開了基于上述過濾介質的空氣凈化過濾器。本實用新型借助微米級球形陶瓷粉體顆粒堆積形成的空隙，并結合陶瓷粉體顆粒本身的介孔結構，而實現室/車內空氣的全效凈化。本實用新型陶瓷基過濾介質具有良好的流動性，吸附能力強，污染后可再生而重復使用。本實用新型過濾器結構簡單，過濾層厚度小，易于安裝，過濾介質的灌裝和取出操作方便，適宜于室內空調、車載空調的使用。
【專利說明】
一種陶瓷基空氣凈化過濾介質以及基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器
技術領域
[0001]本實用新型涉及空氣過濾技術領域，尤其涉及一種采用多孔陶瓷粉體為過濾材料以實現空氣凈化的陶瓷基過濾介質及其過濾器。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，空調成為調節(jié)室/車內溫度、改變室/車內環(huán)境的首選。然而，空調的使用要求空氣相對封閉，由此容易造成室/車內空氣污濁、細菌滋生，從而對人體健康帶來不利影響。為此，需要在空調的出/進風口處設置過濾器，以凈化空氣。目前，空調過濾器主要采用有機纖維編織的單層濾網，通過截留部分灰塵來凈化空氣。但是，這種濾網的孔徑較大，一般在幾十甚至上百微米，對灰塵的截留效率很低，特別是對人體有害的PM2.5級的灰塵、煙塵以及甲醛等物質，則基本無法截留。此外，由于過濾器主要采用攔截過濾作用而實現空氣凈化，被攔截的灰塵、粉塵和化學物質均吸附在濾芯內，如不及時清洗或者更新，過濾器本身的污染會造成空氣質量的二次污染。
[0003]目前，現有技術針對空調的上述過濾截留問題也進行了改進，但所采用的方法均是使用多層結構的濾芯，即不斷增加過濾層的種類和數量，這樣，不僅造成出風口的風阻大幅增加，降低了空調的功耗比和所適用的空間大小，而且多層結構的濾芯攔截而積聚了更多的灰塵、粉塵和化學物質在濾芯內，如不及時清洗或者更新，所造成的二次污染更為嚴重。
[0004]而為了減少上述二次污染問題，現有技術通過安裝由攝像頭、高亮度閃光燈、顯示器、空氣過濾器、氣體傳感器、空氣管道等組成的可視污染監(jiān)控裝置，以提供過濾器表面污染圖像，并檢測空氣管道內是否有異味，以便不用拆卸便可知曉過濾器的污染及霉變情況，從而提示及時清洗或者更新濾芯。顯然，這些附屬的裝置大幅增加了空調系統(tǒng)的復雜性和設備投入。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種采用多孔陶瓷粉體為過濾材料的陶瓷基空氣凈化過濾介質，借助微米級球形陶瓷粉體顆粒堆積形成的空隙，并結合陶瓷粉體顆粒本身的介孔結構，而實現室/車內空氣的全效凈化。本實用新型的另一目的在于提供使用上述陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器，以適于室內空調或者車載空調的使用。
[0006]本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現:
[0007]本實用新型提供的一種陶瓷基空氣凈化過濾介質，由微米級球形介孔陶瓷粉體顆粒堆積組成;所述陶瓷粉體顆粒為微米級球形，其粒徑為0.5?50μπι，粉體顆粒之間具有空隙;所述陶瓷粉體顆粒呈多孔狀介孔結構，其孔徑為2?15nm。
[0008]本實用新型過濾介質陶瓷粉體顆粒呈球形，其0.5?50μπι的粒徑范圍使得粉體顆粒具有良好的流動性。粉體顆粒自由堆積所形成的空隙可以截留粉塵等大粒徑污染物，粉體顆粒的介孔結構則可以吸附更小粒徑的微塵、細菌、甲醛等有害氣體，從而實現對室/車內空氣的全效凈化。
[0009]上述方案中，本實用新型所述陶瓷粉體為白色粉體，可根據粉體偏離白色的程度來判定粉體被污染的情況，以便及時清洗或更新過濾介質。
[0010]進一步地，本實用新型所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷粉體，為Al203、Zr02、Si02、Zn0、Ti02、Ca0、Mg0、Sr0、Ba0粉體中的一種、或其混合物或化合物粉體(如CaT13Xa12AlwO33)。所述陶瓷粉體的比表面積為200?400m2/g。
[0011 ]上述氧化物陶瓷粉體的制備如下:根據陶瓷粉體的組成，選擇以氧化物的前驅體溶液或者溶膠為氧化物源，以有機大分子為介孔模板劑，采用噴霧裂解法得到粉體;再通過煅燒去除模板劑，而獲得白色微米級球形介孔氧化物陶瓷粉體。
[0012]本實用新型的另一目的通過以下技術方案予以實現:
[0013]本實用新型提供的一種基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器，包括框架、柵條、柵格、網布、密封件、上述過濾介質;所述柵條呈間隔均布、支撐在網布內而與網布構成相鄰接的扁狀腔體;所述柵條依次、交錯位于框架的前后側面上，所述柵格設置在框架上，且柵格的一側邊對應支承在柵條上，使得扁狀腔體呈Z型排列在框架上;所述扁狀腔體的一端為注入口，所述過濾介質填充于扁狀腔體內，所述密封件設置在注入口上。
[0014]本實用新型過濾器安裝在現有的室內空調或者車載空調的出/進風口處，可以是適度的變形(如呈平面、弧形或者圓柱狀)以適應出/進風口的形狀。根據空氣凈化程度和出風量的大小，本實用新型所述扁狀腔體的厚度為I?10mm。
[0015]此外，為更加方便于觀察，在空調對應于本實用新型過濾器的位置處可以設計為透明狀，以便觀測到白色陶瓷過濾介質的顏色變化，而及時進行清洗或更新。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017](I)本實用新型采用微米級球形介孔陶瓷粉體為過濾介質，利用粉體顆粒自由堆積所形成的空隙截留粉塵等大粒徑污染物;粉體顆粒本身的介孔結構，使得粉體具有較高的比表面積，吸附能力優(yōu)于常規(guī)的活性炭，能夠吸附更小粒徑的微塵、細菌、甲醛等有害氣體，從而實現對室/車內空氣的全效凈化。所構成的過濾器其過濾層厚度小，氣體的滲透阻力小，有效克服了現有空調過濾器只具有一種孔徑致使截留物質相對單一、或采用多層結構所導致的氣體滲透阻力增大等問題。
[0018](2)本實用新型采用白色微米級球形介孔氧化物陶瓷粉體為過濾介質，在吸附了灰塵、煙塵以及甲醛等物質后會變成灰色甚至黑色，無需附加額外的監(jiān)測系統(tǒng)，便能夠清楚顯示過濾介質的污染情況，大大降低了空調系統(tǒng)的復雜性和設備成本。
[0019](3)本實用新型過濾介質為陶瓷基材料，表面無粘結，其粉體粒徑在微米范圍內，具有良好的流動性，易于灌裝和取出。粉體污染后可采用超聲震蕩、過濾、干燥后再生或者采用煅燒法再生，能夠反復使用，從而降低了使用成本。
[0020](4)本實用新型過濾器結構簡單，過濾層厚度小，易于安裝，過濾介質的灌裝和取出操作方便，適宜于室內空調、車載空調的使用。
【附圖說明】

[0021]下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的詳細描述:
[0022]圖1是本實用新型實施例一基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器的結構示意圖。
[0023 ]圖中:框架I，柵條2，柵格3，網布4，注入口 5
【具體實施方式】
[0024]實施例一:
[0025]1、本實施例一種陶瓷基空氣凈化過濾介質為白色微米級球形介孔氧化硅陶瓷粉體，其制備方法如下:
[0026]使用市售氧化硅溶膠，加入十六烷基溴化銨為模板劑，采用噴槍將氧化硅溶膠噴入溫度為500?8000C的管式爐中，收集所得到的粉體，再經500°(:溫度煅燒2小時，以徹底去除模板劑，從而獲得白色微米級球形介孔氧化硅陶瓷粉體，其比表面積為350m2/g。
[0027]本實施例白色微米級形介孔氧化硅陶瓷粉體顆粒呈球形，粒徑范圍為5?20μπι，球形氧化娃粉體具有介孔結構，介孔尺寸為2?5nm。
[0028]2、本實施例一種基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器，如圖1所示，包括框架1、柵條2、柵格3、網布4、密封件、上述過濾介質。
[0029]框架1、柵條2、柵格3可采用塑料或金屬材質，網布4可以為孔徑小于過濾介質粉體粒徑的濾布或金屬網。柵條2呈間隔均布、支撐在網布4內而與網布4構成若干相鄰接的扁狀腔體。柵條2依次、交錯位于框架I的前后側面上，柵格3設置在框架I上，且柵格3的一側邊對應支承在柵條2上，使得扁狀腔體呈Z型排列在框架上。扁狀腔體的一端為注入口 5，過濾介質通過注入口 5灌裝填充于扁狀腔體內，密封件(圖中未示出)可通過卡扣式設置在注入口 5上。根據空氣凈化程度和出風量的大小，扁狀腔體的厚度為I?10_。
[0030]本實施例過濾器安裝在現有的室內空調或者車載空調的出/進風口處，可以是適度的變形(如呈平面、弧形或者圓柱狀)以適應出/進風口的形狀。在空調對應于本實施例過濾器的位置處可以設計為透明狀，以便觀測到白色陶瓷過濾介質的顏色變化，而及時進行清洗或更新。需要清洗時，打開密封件，將過濾介質粉體倒出，采用超聲震蕩、過濾、干燥后再生或者采用煅燒法再生，然后通過注入口重新灌裝填充于扁狀腔體內，蓋上密封件即可重新使用。
[0031]實施例二:
[0032]1、本實施例一種陶瓷基空氣凈化過濾介質為白色微米級球形介孔氧化鋁陶瓷粉體，其制備方法如下:
[0033]以硝酸鋁和烏洛托品為原料，制備氧化鋁溶膠，加入三嵌段聚合物P123為模板劑，采用噴槍將氧化鋁溶膠噴入溫度為500?800°C的管式爐中，收集所得到的粉體，再經500°C溫度煅燒2小時，以徹底去除模板劑，從而獲得白色微米級球形介孔氧化鋁陶瓷粉體，其比表面積為294m2/g。
[0034]本實施例白色微米級形介孔氧化鋁陶瓷粉體顆粒呈球形，粒徑范圍為5?20μπι;球形氧化鋁粉體具有介孔結構，介孔尺寸為2?5nm。
[0035]2、本實施例一種基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器與實施例一不同之處在于:過濾介質為本實施例上述白色微米級球形介孔氧化鋁陶瓷粉體。
【主權項】
1.一種陶瓷基空氣凈化過濾介質，其特征在于:由微米級球形介孔陶瓷粉體顆粒堆積組成;所述陶瓷粉體顆粒為微米級球形，其粒徑為0.5?50μπι，粉體顆粒之間具有空隙;所述陶瓷粉體顆粒呈多孔狀介孔結構，其孔徑為2?15nm。2.根據權利要求1所述的陶瓷基空氣凈化過濾介質，其特征在于:所述陶瓷粉體為白色粉體。3.根據權利要求1或2所述的陶瓷基空氣凈化過濾介質，其特征在于:所述陶瓷粉體的比表面積為200?400m2/g。4.一種基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器，其特征在于:包括框架、柵條、柵格、網布、密封件、權利要求1-3之一所述過濾介質;所述柵條呈間隔均布、支撐在網布內而與網布構成相鄰接的扁狀腔體;所述柵條依次、交錯位于框架的前后側面上，所述柵格設置在框架上，且柵格的一側邊對應支承在柵條上，使得扁狀腔體呈Z型排列在框架上;所述扁狀腔體的一端為注入口，所述過濾介質填充于扁狀腔體內，所述密封件設置在注入口上。5.根據權利要求4所述的基于陶瓷基過濾介質的空氣凈化過濾器，其特征在于:所述扁狀矩形腔體的厚度為I?10mm。
【文檔編號】B01D39/06GK205699803SQ201620305679
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】常啟兵, 楊玉龍, 劉勝男, 汪永清, 周健兒, 邱喬歡
【申請人】景德鎮(zhèn)陶瓷學院