脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料及其制備方法，屬于煙塵濾料 產品及其加工工藝技術領域。
【背景技術】
[0002] 我國是燃煤大國，煤在燃燒的過程中會排放大量的有毒氣體和粉塵等污染物。目 前，我國控制燃煤火電廠燃燒粉塵顆粒排放的主要設備由以往的單純電除塵器逐漸轉變為 以濾袋為核心的袋式除塵器或電袋復合除塵器，從而達到超低排放的要求。但是，隨著國家 環保標準對于粉塵排放濃度要求的進一步提高，袋式除塵器除塵效率也隨之亟待進一步提 高，雖然具體的政策沒有出臺，但是企業明確要求除塵效果達到超低超凈排放，排放濃度控 制在10毫克以下，對于濾料的選擇和濾袋的加工是一項挑戰。
[0003] 中國專利文獻CN101721855A公開了一種納米纖維復合玻璃纖維過濾材料及其 制備方法，其通過在玻璃纖維濾料表面結合一層納米纖維，從而提高玻璃纖維濾料的過濾 效率。在中國專利文獻CN101721855A中所提及的玻璃纖維濾料僅涉及玻璃纖維濾紙這 一種，催化分解氮氧化物是垃圾焚燒尾氣處理中的必須步驟，而實際上由于玻璃纖維濾紙 由于本身結構的缺點，不適宜加載分解氮氧化物的催化劑，只能另外設置氮氧化物分解催 化劑載體，不僅增加了尾氣處理設備的建設成本也增加了濾料和催化劑的維護作業量，導 致納米纖維面層過濾材料難以在實際應用中推廣。
【發明內容】
[0004] 本發明正是針對現有技術存在的不足，提供一種脫硝催化功能性納米紡絲過濾材 料及其制備方法，滿足實際使用要求。
[0005] 為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下： 一種脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料，包括復合過濾層和納米纖維層； 所述復合過濾層包括表層、基布層和底層，所述基布層為經煒交叉網狀結構，所述表層 和所述底層均為一種或多種纖維無序纏結而成的網狀結構，所述表層和所述底層分別附著 在所述基布層的兩面，所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起； 所述表層附著有所述納米纖維層，所述納米纖維層和所述基布層分別附著在所述表層 的兩面，且所述納米纖維層由納米纖維制成，所述納米纖維通過熔融原料制成，所述納米纖 維的原料包括聚合物載體和催化劑粉末： 所述聚合物載體為聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的一 種或多種；所述催化劑粉末包括以下質量份數的組分：三氧化鉬〇. 5~1份、三氧化鎢4~ 5份、五氧化二銀1~1. 5份、二氧化鈦80~85份；且所述聚合物載體和所述催化劑粉末 的質量比為100 : (2~8)。
[0006] 作為上述技術方案的改進，所述納米纖維的纖維直徑為1. 00~3. 33dtex。
[0007] 作為上述技術方案的改進，所述聚合物載體和所述催化劑粉末的質量比為100 : 6〇
[0008] 所述的脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、通過經煒交叉編織成有序網狀結構的基布層，通過梳理針刺纏結成無序網狀 結構的表層和底層，然后將所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起，制 得復合過濾層備用； 步驟二、定量稱取三氧化鉬、三氧化鎢、五氧化二釩、二氧化鈦，然后放在一起研磨成粒 徑為0. 1~10微米的粉末，并充分混合均勻，制得催化劑粉末； 步驟三、將步驟二制得的催化劑粉末與聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯 和聚酰亞胺中的一種或多種材料母料混合均勻，然后送入設備中加熱熔融，并使催化劑粉 末均勻分散，制得預擠出料； 步驟四、將步驟三制得的預擠出料通過噴射器朝向集料板噴出制得納米纖維，所述 噴射器的噴嘴和所述集料板均為金屬導體，且所述噴射器的噴嘴和所述集料板之間施加 10~20萬伏的靜電場。
[0009] 步驟五、將步驟四制得的納米纖維通過針刺法附著在步驟一制得的復合過濾層的 所述表層上，以形成納米纖維層，從而制得納米纖維面層過濾材料。
[0010] 本發明與現有技術相比較，本發明的實施效果如下： 本發明所述的脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料，具有催化分解氮氧化物的功能；此 外，通過設置經煒交叉網狀結構的基布層可以提高納米纖維面層過濾材料的整體機械強 度，可以適用于高壓除塵環境；通過設置一種或多種纖維無序纏結而成的網狀結構的表層 和底層可以克服基布層過濾孔徑過大和表面編制性能的影響，提高過濾效果和與納米纖維 層的結合效果；納米纖維層和表層之間通過針刺結合，結合強度好。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明所述的脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料的結構示意圖； 圖2為本發明所述的脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料及其制備方法的示意圖； 圖中為納米纖維層，2為表層，3為基布層，4為底層，5為預擠出料，6為噴射器的噴 嘴，7為集料板，8為電場電源。
【具體實施方式】
[0012] 下面將結合具體的實施例來說明本發明的內容。
[0013] 具體實施例1 如圖1所示，本實施例所述脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料，包括復合過濾層和納 米纖維層1; 所述復合過濾層包括表層2、基布層3和底層4,所述基布層3為經煒交叉網狀結構，所 述表層2和所述底層4均為一種或多種纖維無序纏結而成的網狀結構，所述表層2和所述 底層4分別附著在所述基布層3的兩面，所述表層2、所述基布層3和所述底層4通過針刺 相互勾連在一起； 所述表層2附著有所述納米纖維層1，所述納米纖維層1和所述基布層3分別附著在 所述表層2的兩面，且所述納米纖維層1由納米纖維制成，所述納米纖維的纖維直徑為1 dtex，所述納米纖維通過熔融原料制成，所述納米纖維的原料包括聚合物載體和催化劑粉 末： 所述聚合物載體為聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的 一種或多種；所述催化劑粉末包括以下質量份數的組分：三氧化鉬〇. 7份、三氧化鎢4. 5 份、五氧化二釩1. 2份、二氧化鈦82份；且所述聚合物載體和所述催化劑粉末的質量比為 100 : 6〇
[0014] 本實施例所述的脫硝催化功能性納米紡絲過濾材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、通過經煒交叉編織成有序網狀結構的基布層，通過梳理針刺纏結成無序網狀 結構的表層和底層，然后將所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起，制 得復合過濾層備用； 步驟二、定量稱