專利名稱:一種陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)以及基于陶瓷基過濾介質(zhì)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(zhì)，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(jié)構(gòu)，其孔徑為2～15nm。此外，還公開了基于上述過濾介質(zhì)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(jié)合陶瓷粉體顆粒本身的介孔結(jié)構(gòu)，而實現(xiàn)室/車內(nèi)空氣的全效凈化。本實用新型陶瓷基過濾介質(zhì)具有良好的流動性，吸附能力強(qiáng)，污染后可再生而重復(fù)使用。本實用新型過濾器結(jié)構(gòu)簡單，過濾層厚度小，易于安裝，過濾介質(zhì)的灌裝和取出操作方便，適宜于室內(nèi)空調(diào)、車載空調(diào)的使用。
【專利說明】
一種陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)以及基于陶瓷基過濾介質(zhì)的空氣凈化過濾器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及空氣過濾技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用多孔陶瓷粉體為過濾材料以實現(xiàn)空氣凈化的陶瓷基過濾介質(zhì)及其過濾器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，空調(diào)成為調(diào)節(jié)室/車內(nèi)溫度、改變室/車內(nèi)環(huán)境的首選。然而，空調(diào)的使用要求空氣相對封閉，由此容易造成室/車內(nèi)空氣污濁、細(xì)菌滋生，從而對人體健康帶來不利影響。為此，需要在空調(diào)的出/進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置過濾器，以凈化空氣。目前，空調(diào)過濾器主要采用有機(jī)纖維編織的單層濾網(wǎng)，通過截留部分灰塵來凈化空氣。但是，這種濾網(wǎng)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(zhì)，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(xiàn)空氣凈化，被攔截的灰塵、粉塵和化學(xué)物質(zhì)均吸附在濾芯內(nèi)，如不及時清洗或者更新，過濾器本身的污染會造成空氣質(zhì)量的二次污染。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)針對空調(diào)的上述過濾截留問題也進(jìn)行了改進(jìn)，但所采用的方法均是使用多層結(jié)構(gòu)的濾芯，即不斷增加過濾層的種類和數(shù)量，這樣，不僅造成出風(fēng)口的風(fēng)阻大幅增加，降低了空調(diào)的功耗比和所適用的空間大小，而且多層結(jié)構(gòu)的濾芯攔截而積聚了更多的灰塵、粉塵和化學(xué)物質(zhì)在濾芯內(nèi)，如不及時清洗或者更新，所造成的二次污染更為嚴(yán)重。
[0004]而為了減少上述二次污染問題，現(xiàn)有技術(shù)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(nèi)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(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性和設(shè)備投入。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(zhì)，借助微米級球形陶瓷粉體顆粒堆積形成的空隙，并結(jié)合陶瓷粉體顆粒本身的介孔結(jié)構(gòu)，而實現(xiàn)室/車內(nèi)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(zhì)的空氣凈化過濾器，以適于室內(nèi)空調(diào)或者車載空調(diào)的使用。
[0006]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]本實用新型提供的一種陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)，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(jié)構(gòu)，其孔徑為2?15nm。
[0008]本實用新型過濾介質(zhì)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(jié)構(gòu)則可以吸附更小粒徑的微塵、細(xì)菌、甲醛等有害氣體，從而實現(xiàn)對室/車內(nèi)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(jù)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(zhì)。
[0010]進(jìn)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(jù)陶瓷粉體的組成，選擇以氧化物的前驅(qū)體溶液或者溶膠為氧化物源，以有機(jī)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(shù)方案予以實現(xiàn):
[0013]本實用新型提供的一種基于陶瓷基過濾介質(zhì)的空氣凈化過濾器，包括框架、柵條、柵格、網(wǎng)布、密封件、上述過濾介質(zhì);所述柵條呈間隔均布、支撐在網(wǎng)布內(nèi)而與網(wǎng)布構(gòu)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(cè)面上，所述柵格設(shè)置在框架上，且柵格的一側(cè)邊對應(yīng)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(zhì)填充于扁狀腔體內(nèi)，所述密封件設(shè)置在注入口上。
[0014]本實用新型過濾器安裝在現(xiàn)有的室內(nèi)空調(diào)或者車載空調(diào)的出/進(jìn)風(fēng)口處，可以是適度的變形(如呈平面、弧形或者圓柱狀)以適應(yīng)出/進(jìn)風(fēng)口的形狀。根據(jù)空氣凈化程度和出風(fēng)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(diào)對應(yīng)于本實用新型過濾器的位置處可以設(shè)計為透明狀，以便觀測到白色陶瓷過濾介質(zhì)的顏色變化，而及時進(jìn)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(zhì)，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(jié)構(gòu)，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(xì)菌、甲醛等有害氣體，從而實現(xiàn)對室/車內(nèi)空氣的全效凈化。所構(gòu)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(xiàn)有空調(diào)過濾器只具有一種孔徑致使截留物質(zhì)相對單一、或采用多層結(jié)構(gòu)所導(dǎo)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(zhì)，在吸附了灰塵、煙塵以及甲醛等物質(zhì)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(zhì)的污染情況，大大降低了空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性和設(shè)備成本。
[0019](3)本實用新型過濾介質(zhì)為陶瓷基材料，表面無粘結(jié)，其粉體粒徑在微米范圍內(nèi)，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(fù)使用，從而降低了使用成本。
[0020](4)本實用新型過濾器結(jié)構(gòu)簡單，過濾層厚度小，易于安裝，過濾介質(zhì)的灌裝和取出操作方便，適宜于室內(nèi)空調(diào)、車載空調(diào)的使用。
【附圖說明】

[0021]下面將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0022]圖1是本實用新型實施例一基于陶瓷基過濾介質(zhì)的空氣凈化過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023 ]圖中:框架I，柵條2，柵格3，網(wǎng)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(zhì)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(jīng)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(jié)構(gòu)，介孔尺寸為2?5nm。
[0028]2、本實施例一種基于陶瓷基過濾介質(zhì)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(wǎng)布4、密封件、上述過濾介質(zhì)。
[0029]框架1、柵條2、柵格3可采用塑料或金屬材質(zhì)，網(wǎng)布4可以為孔徑小于過濾介質(zhì)粉體粒徑的濾布或金屬網(wǎng)。柵條2呈間隔均布、支撐在網(wǎng)布4內(nèi)而與網(wǎng)布4構(gòu)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(cè)面上，柵格3設(shè)置在框架I上，且柵格3的一側(cè)邊對應(yīng)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(zhì)通過注入口 5灌裝填充于扁狀腔體內(nèi)，密封件(圖中未示出)可通過卡扣式設(shè)置在注入口 5上。根據(jù)空氣凈化程度和出風(fēng)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(xiàn)有的室內(nèi)空調(diào)或者車載空調(diào)的出/進(jìn)風(fēng)口處，可以是適度的變形(如呈平面、弧形或者圓柱狀)以適應(yīng)出/進(jìn)風(fēng)口的形狀。在空調(diào)對應(yīng)于本實施例過濾器的位置處可以設(shè)計為透明狀，以便觀測到白色陶瓷過濾介質(zhì)的顏色變化，而及時進(jìn)行清洗或更新。需要清洗時，打開密封件，將過濾介質(zhì)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(nèi)，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(zhì)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(jīng)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(jié)構(gòu)，介孔尺寸為2?5nm。
[0035]2、本實施例一種基于陶瓷基過濾介質(zhì)的空氣凈化過濾器與實施例一不同之處在于:過濾介質(zhì)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(quán)項】
1.一種陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)，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(jié)構(gòu)，其孔徑為2?15nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)，其特征在于:所述陶瓷粉體為白色粉體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陶瓷基空氣凈化過濾介質(zhì)，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(zhì)的空氣凈化過濾器，其特征在于:包括框架、柵條、柵格、網(wǎng)布、密封件、權(quán)利要求1-3之一所述過濾介質(zhì);所述柵條呈間隔均布、支撐在網(wǎng)布內(nèi)而與網(wǎng)布構(gòu)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(cè)面上，所述柵格設(shè)置在框架上，且柵格的一側(cè)邊對應(yīng)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(zhì)填充于扁狀腔體內(nèi)，所述密封件設(shè)置在注入口上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于陶瓷基過濾介質(zhì)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(xué)院