一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法及裝置，該方法是先將空氣送入疏水膜組件進行第一次過濾，過濾后的空氣經(jīng)過碳納米層進行第二次過濾，進而得到凈化后的空氣；所述碳納米層為三層結(jié)構(gòu)，上下兩層是碳纖維層，中間是碳?xì)?碳納米管層。本發(fā)明裝置包括殼體及位于殼體內(nèi)的風(fēng)機、疏水膜組件和集氣盒，所述疏水膜組件的一端與殼體上的進氣口連通，疏水膜組件的另一端與集氣盒的進氣口相連，集氣盒內(nèi)設(shè)有過濾進氣的碳納米層，集氣盒的出氣口與風(fēng)機的進風(fēng)口連接，風(fēng)機的出風(fēng)口與殼體上的出氣口連接。本發(fā)明裝置能高效吸附各種有害氣體。碳納米層易再生。通過加熱至300～450℃將吸附的有害物質(zhì)揮發(fā)或燃燒，能夠重新使用。
【專利說明】一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料膜凈化空氣的方法及裝置，屬于空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的進一步發(fā)展，各一線城市的空氣污染程度不容樂觀，霧霾現(xiàn)象頻頻發(fā)生，嚴(yán)重危害了人們?nèi)罕姷纳眢w健康。這其中尤以PM2.5最為嚴(yán)重，PM2.5即細(xì)顆粒物，指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5um的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)(例如，重金屬、微生物等)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。在這種情況下，空氣凈化顯得尤為重要以及必要。目前凈化空氣過濾方法主要有以下幾種，其優(yōu)缺點詳見表I。
[0003]表I不同凈化空氣過濾方法的優(yōu)缺點
[0004]
方可除污染
優(yōu)點缺點法物___
濾紙(或濾網(wǎng))密度一般超高過30um,對較小的懸浮顆粒凈效化效果差；
塵濾網(wǎng)堆積灰塵，成為病菌繁
故障占少.埃灰塵 …’殖的溫床。
對較大的灰塵凈化效率高。
過電耗大，噪音大，濾紙風(fēng)阻濾大，需配大功率風(fēng)機；
器耗材費用很高，濾紙堵滿就
___需要更換，無法清洗。_
[0005]
1、高壓靜電殺菌，風(fēng)阻極小，
靜電耗及噪音低；電了元器件較多，有可能出
電通過恒流限壓(根據(jù)三檔自故障；
式灰塵、病菌動調(diào)節(jié)電壓)和除塵器的高壓電除塵器、活性炭需要定期淸凈器組件限制電流來防止拉弧(正冼更換；
化極板與負(fù)極板之間發(fā)生的一種產(chǎn)生臭氧對人體有害。
___強烈放電現(xiàn)象)。__
臭氧是很強的氧化劑，可以需要較高濃度時才能發(fā)揮效臭化學(xué)污染迅速分解化學(xué)污染物并殺死病用；
氧物 菌；超標(biāo)的臭氧對人體損傷非常
___在水中同樣有效。__大，只能在無人時使用。_

需要較高濃度才能殺死病
通過紫外線對微生物的照射，改紫變并破壞微生物或病毒的細(xì)胞$

紫外線因波長限制無法殺滅外 微生物組織結(jié)構(gòu)和功能。使生物體喪失一

所有病菌，紫外線波長越短危害
線復(fù)制、繁殖能力和功能，從而達

越大，泄露對人體有害，不可直
到消毒、殺菌的目的
___接照射。_
光觸媒的主要物質(zhì)二氧化

需要長時間和高強度才有
鈦在照射下產(chǎn)生氫氧自由基，可
光以破壞細(xì)胞膜使細(xì)胞質(zhì)流失導(dǎo)/X
化學(xué)污染材料昂貴，條件要求復(fù)雜，
觸致細(xì)菌死亡；
物、微生物(此項技術(shù)基本沒有實際效
媒利用氫氧自由基的強氧化


果)
作用將甲醛、苯等有機化合物氧 7

無除塵能力。
___化分解成二氧化碳和水。__

只能過濾大顆?；覊m；
水中加入殺菌劑通過電機將水水二次污染吹出的水霧對人體
打成水膜，當(dāng)空氣穿過水膜時凈凈灰塵、病菌有害；
化空氣屮的塵粒，殺滅空氣屮的化用香薰覆蓋藥劑氣味，麻痹
細(xì)菌
___I用戶。_


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種不沾灰疏水膜分離大氣顆粒并結(jié)合碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料吸附揮發(fā)性有機物的高效空氣凈化方法及裝置。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法，其特征在于，先將空氣送入疏水膜組件進行第一次過濾，過濾后的空氣經(jīng)過碳納米層進行第二次過濾，進而得到凈化后的空氣；所述碳納米層為三層結(jié)構(gòu)，上下兩層是碳纖維層，中間是碳?xì)?碳納米管層，上下的碳纖維層能夠固定中間的碳?xì)?碳納米管層，強度大大增強。
[0009]所述碳?xì)?碳納米管層的制備方法為:先用溶膠-凝膠法制備出催化劑前軀體氧化鎳-二氧化鈦復(fù)合物，再把氧化鎳-二氧化鈦復(fù)合物負(fù)載在碳?xì)稚?，通過氫氣還原為碳?xì)?鎳-二氧化鈦，再以甲烷為碳源，通過化學(xué)氣相沉積法在碳?xì)稚铣练e一層碳納米管形成碳?xì)?碳納米管層(即碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料)，具體方法如下:
[0010](I)將等體積的吐溫20和摩爾比為5:3的醋酸、鹽酸以及硝酸鎳六水合物和鈦酸四丁酯(Ni2+和Ti4+摩爾比為1:1)加入到一定體積的乙醇溶液中，劇烈攪拌，通過等體積浸潰法將碳租浸潰在上述溶液中，在室溫下靜置2h后,然后在500?600°C下煅燒4?6h。即可得碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物。
[0011](2)將一定質(zhì)量的碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物至于石英管反應(yīng)器中，在400?600°C溫度下，以20mL/min的流速通入氮氣和氫氣(體積比為1:3)作還原劑，待碳?xì)稚系难趸?二氧化鈦復(fù)合物還原完全后，改通一定時間的甲烷氣體，即可得碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料。
[0012]所述疏水膜組件為不沾灰疏水含氟聚合物的微孔膜。
[0013]所述疏水膜組件的制備方法為:
[0014]以含氟樹脂PVDF為高分子聚合物原料，以NMP (N-甲基吡咯烷酮)或DMAc (N, N 二甲基乙酰胺)為溶劑，制備鑄膜液；然后，通過同心三孔紡絲板進行紡絲，中心孔的芯液為水，形成中空纖維狀態(tài)，再將其分別放置于第一凝固液和第二凝固液中進行二次凝固成型，清洗除溶劑后，室溫干燥，制備PVDF中空纖維膜；再通過噴涂全氟醚材料，干燥后即形成超疏水PVDF中空纖維膜。超疏水PVDF中空纖維膜經(jīng)過整理后，將絲束切成一定長度(可根據(jù)具體情況確定，一般為17-20cm)并對折成型，將膜絲口切齊，將膜絲切口放入在模具內(nèi)灌膠，硬化后切頭制備成中空纖維膜組件(即疏水膜組件)。
[0015]所述疏水膜組件中含氟樹脂PVDF的含量為20%?30%，NMP或DMAc的含量為70 ?80%。
[0016]所述第一凝固液是含水量乙醇或異丙醇，第二凝固液為去離子水。
[0017]所述全氟醚材料為全氟醚樹脂溶解于乙酸乙酯，形成濃度17?18%的噴涂液。
[0018]噴涂全氟醚材料后的干燥條件為:在150°C干燥20?30分鐘。
[0019]利用上述方法凈化空氣的裝置，包括殼體及位于殼體內(nèi)的風(fēng)機，所述殼體上設(shè)有進、出氣口，其特征在于，所述殼體內(nèi)還包括疏水膜組件和集氣盒，所述疏水膜組件的一端與殼體上的進氣口連通，疏水膜組件的另一端與集氣盒的進氣口相連，集氣盒內(nèi)設(shè)有過濾進氣的碳納米層，集氣盒的出氣口與風(fēng)機的進風(fēng)口連接，風(fēng)機的出風(fēng)口與殼體上的出氣口連接。
[0020]所述殼體內(nèi)還包括消聲器，風(fēng)機的出風(fēng)口通過消聲器與出氣口連接，所述殼體上還設(shè)有散熱扇。
[0021]所述空氣凈化裝置的工作原理為空氣先通過疏水膜組件，疏水膜組件采用懸掛式中空纖維膜組件，進風(fēng)時，可以自由抖動或采用反吹的方式，清除膜表面上灰塵、顆粒和污染物，實現(xiàn)膜表面自潔化處理；初步凈化后的空氣再通過碳納米層，進行甲醛、苯等揮發(fā)性有機物的吸附過濾。
[0022]所述風(fēng)機提供動能和空氣的抽力；不銹鋼殼體對整個凈化系統(tǒng)提供密閉保護，而排風(fēng)扇的作用是將不銹鋼密封體系中的熱能排出。
[0023]所述排風(fēng)扇為大功率超靜音的風(fēng)扇，噪音在60分貝以下。
[0024]所述消聲器，可進一步消除噪音，使得噪音在50分貝以下。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0026](I)采用不沾灰、高通量的膜材料分離空氣中的灰塵和微生物，并采用懸掛式中空纖維膜組件，通過自動抖動和反吹去除膜表面的污染物，具有良好的自潔功能。
[0027](2)采用本發(fā)明的裝置正壓輸送干凈空氣，可使室內(nèi)I小時之內(nèi)換氣I?3次，保證室內(nèi)新鮮空氣流通。
[0028](3)碳納米層采用三層結(jié)構(gòu)，上下兩層是碳纖維層，中間是碳?xì)?碳納米管層，上下的碳纖維層能夠固定中間的碳?xì)?碳納米管層，強度大大增強。且過濾材料的孔徑0.05um,能夠有效去除PM2.5、微生物和病毒等有害物質(zhì)。過濾材料通量大，阻力小，能耗小。
[0029](4)疏水膜組件具有除濕功能，保持室內(nèi)空氣濕度50-80%，且其使用壽命達到5年以上，不怕堵塞，無需更換耗材。
[0030](5)本發(fā)明裝置能高效吸附各種有害氣體。對PM2.5的去除率高達98%以上。相對于傳統(tǒng)防毒面具，在防芥子毒氣方面，功效可提高20倍；在防路易氏劑功效可提高20倍；在防V型氣體方面，功效可提高45倍。
[0031](6)碳納米層能消除發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生的有毒氣體，清除在陸地或水面上的有毒可燃液體，且碳納米層能耐200(TC高溫，可應(yīng)用于滅火。
[0032](7)本發(fā)明裝置能去除香煙中各種有害物質(zhì)，減少煙中的尼古丁類和焦油含量，有效降低胺類、氰化物等毒性物質(zhì)。
[0033](8)碳納米層I年以上清洗一次，且碳納米層易再生。通過加熱至300?450°C將吸附的有害物質(zhì)揮發(fā)或燃燒，能夠重新使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明空氣凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料的掃描電鏡圖，從左往右是依次放大圖；
[0036]圖3為本發(fā)明碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料對重金屬離子As ( V )的吸附性能圖；
[0037]圖4為本發(fā)明碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料對有機燃料分子剛果紅的吸附性能圖。

【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步說明，但本發(fā)明不限于以下實施例。
[0039]實施例1
[0040]碳納米層的制備:
[0041]I)分別將4mL的吐溫20、40mmoL醋酸4mL、24mmoL鹽酸4mL以及30mmoL硝酸鎳六水合物4mL和30mmoL鈦酸四丁酯4mL加入到60mL的乙醇溶液中，劇烈攪拌，通過等體積浸潰法將碳?xì)纸⒃谏鲜鋈芤褐校谑覝叵蚂o置2h后，然后在500°C下煅燒5h。即可得碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物。
[0042]2)將0.25g碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物至于石英管反應(yīng)器中，在450°C溫度下，以20ml/min的流速通入氮氣和氫氣(體積比為1:3)作還原劑，待碳?xì)稚系难趸嘷二氧化鈦復(fù)合物還原完全后，改通45min的甲烷氣體，即可得碳?xì)謃碳納米管復(fù)合材料，再用兩層碳纖維層，將所得碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料固定在中間，即可得具有三層結(jié)構(gòu)的碳納米層。
[0043]采用化學(xué)氣相沉積法制備的碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料的掃描電鏡圖見附圖2。從圖2可見，每根碳?xì)直砻婢鶆虻纳L碳納米管，碳納米管的長度、密度可控，該復(fù)合材料的表面積可達500m2/g。制備的碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料可高效吸附甲醛、苯等揮發(fā)性有毒有機物，能延長凈化材料使用壽命，提高空氣凈化效率。
[0044]上述制備的碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料對重金屬離子As ( V )和有機燃料分子剛果紅的吸附性能如下:
[0045]I)將0.1g碳租-碳納米管復(fù)合材料加入200mL濃度為155mg/L的As4+的溶液中，在恒溫?fù)u床(轉(zhuǎn)速180r/min，溫度25°C)中進行吸附試驗。每隔一段時間，取上清液用原子吸收儀測定其濃度。其結(jié)果如圖3，其中Cc^P C分別為吸附前、后As4+的濃度。由圖3可以看出，隨著時間的增加，溶液中As4+濃度逐漸降低，并在60min后吸附達到平衡。且碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料對As4+的飽和吸附量可達291.4mg/g。
[0046]2)將0.1g碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料加入250mL濃度為210mg/L的剛果紅溶液中，在恒溫?fù)u床(轉(zhuǎn)速180r/min，溫度25°C)中進行吸附試驗。每隔一段時間，取上清液用紫外-可見分光光度計測定其吸光度并計算其濃度。其結(jié)果如圖4，其中Ctl和C分別為吸附前、后剛果紅的濃度。由圖4可以看出，隨著時間的增加，溶液中剛果紅濃度逐漸降低，并在120min后吸附達到平衡。且碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料對剛果紅的飽和吸附量可達504mg/g°
[0047]實施例2
[0048](I)PVDF中空纖維膜制備:將20%?￥0?(美國蘇威？￥0?，型號6008)加入80% NMP中，在100°C攪拌混合12小時，形成均勻穩(wěn)定的制膜液。然后，通過同心三孔紡絲板進行紡絲，中心孔的芯液為水，形成中空纖維狀態(tài)，在空氣中靜置I分鐘，然后放置在第一凝固液中(含5%水分的乙醇溶液中)I?2分鐘，然后迅速放置在第二凝固液(去離子水)中5分鐘，接著取出后，在去離子水中浸泡24小時，最后，在室溫下進行干燥。
[0049]制備所得的PVDF中空纖維膜，膜孔徑為0.25um，接觸角為140度，膜厚度為0.25mm，且在0.1mPa，20°C的條件下測得的氮氣通量為2600L/m2.hr。
[0050](2)全氟醚噴涂PVDF中空纖維膜表面制備超疏水PVDF中空纖維膜及其膜組件的制備:將全氟醚樹脂(美國蘇威PVDF，型號PA)加入乙酸乙酯溶劑中，在30°C攪拌12小時，溶解形成18%的全氟醚的乙酸乙酯溶液。采用噴槍將全氟醚的乙酸乙酯溶液均勻噴涂在PVDF膜表面，將PVDF膜在150°C下干燥30分鐘，形成超疏水性PVDF中空纖維膜。超疏水PVDF中空纖維膜經(jīng)過整理后，將絲束切成17cm并對折成型，將膜絲口切齊，將膜絲切口放入在模具內(nèi)灌膠，硬化后切頭制備成中空纖維膜組件。
[0051]制備所得的超疏水PVDF中空纖維膜，膜孔徑為0.1um,接觸角為160度，膜厚度為0.26mm，且在0.1mPa，20°C的條件下測得的氮氣通量為1200L/m2.hr。
[0052]實施例3
[0053]—種凈化空氣的裝置,如圖1所不,包括殼體5及位于殼體5內(nèi)的風(fēng)機6,所述殼體5上設(shè)有進、出氣口 1、10，所述殼體5內(nèi)還包括疏水膜組件2、集氣盒3和消聲器8，所述疏水膜組件2的一端與殼體5上的進氣口 I連通，疏水膜組件2的另一端與集氣盒3的進氣口相連，集氣盒3內(nèi)設(shè)有過濾進氣的碳納米層4，集氣盒3的出氣口與風(fēng)機6的進風(fēng)口連接，風(fēng)機6的出風(fēng)口通過消聲器8與殼體上的出氣口 10連接，所述殼體上還設(shè)有散熱扇9。
[0054]本發(fā)明裝置運作過程為:空氣通過進氣口 I進入疏水膜組件2，主要除去空氣中PM2.5和大顆粒；然后進入集氣盒3，再經(jīng)過碳納米層4，進行揮發(fā)性有機物的吸附；然后通過不銹鋼連接管7，進入自吸式風(fēng)機6，通過不銹鋼連接管進入消聲器8，通過出氣口 10送出凈化后的空氣。散熱扇9是將不銹鋼鋼殼體5中的熱空氣排出殼體外。
[0055]利用本發(fā)明裝置，在風(fēng)機功率為90W，自潔膜面積為10?15m2，膜孔徑為0.lum，碳?xì)?碳納米復(fù)合材料量為20?30g，送風(fēng)量為80?90m3/h以及噪音db (A) ( 50的條件下對廣州地區(qū)的空氣進行凈化實驗。實驗內(nèi)容包括如下:
[0056](I)去除空氣中PM2.5
[0057]利用本發(fā)明方法對廣州地區(qū)某室內(nèi)進行空氣凈化。結(jié)果見表2。從表2中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明對空氣中的PM2.5的去除率可達98%以上，可明顯改善空氣質(zhì)量。
[0058]表2本發(fā)明對PM2.5的處理效果
[0059]




PM2.5
過濾前過濾后去除率
粒子粒子測定個/ 個/立方
測定值個/升個/立方米％
(um)Cum) 值升米
[0060]
0.3 472664 167019 167019081 0,3 8757 3094 3094346 98.15 0.5 236761 83661 83661131 0.5 2060 728 727915 99.13
0.7 87208 30816 30815548 0.7 435 154 153710 99.50
1.040633 14358 14357951 1.0 147 52 51943 99.64
2.014652 5177 5177385 2.0 45 16 15901 99.69
5.01424 503 503180 5.0 4 I 1413 99.72
[0061](2)去除空氣中細(xì)菌
[0062]利用本發(fā)明方法，采用《消毒技術(shù)規(guī)范》2002年版-2.1.3對廣州地區(qū)的空氣消毒效果進行鑒定實驗。方法簡述如下:在空間為lm3的試驗柜內(nèi)，即在實驗室試驗的條件從啟動送檢樣品作用后Ih后，用液體撞擊式微生物氣溶膠采樣器以llL/min的流量進行采樣。采樣液的體積為20mL。試驗組與對照組的采樣時間均為2min。實驗結(jié)果如表3。由表3可知，實驗處理Ih后，空氣中的細(xì)菌總數(shù)明顯降低了 3個數(shù)量級，對空氣中細(xì)菌的殺滅率高達99%以上，可明顯凈化空氣質(zhì)量。
[0063]表3去除空氣中細(xì)菌的效果
[0064]

空氣中細(xì)菌總數(shù)
處理時間測試微生物序號殺滅率(％) ____(cfu/m3)_

I2.5 X16
白色匍萄球H__
O (CK) (Siaphylococcus 22.5^10'1
白色葡萄球菌^__73X103__".44
Ih(Siaphylococcus 25.5x10.)99.56
albus ) 8032,

37.3 χ 1399.40
注:殺滅率試驗結(jié)果已消除微生物在空氣中自然消亡因素的影響。
[0065](3)去除空氣中甲醛、苯、TVOC
[0066]利用本發(fā)明方法，在空間為Im3的試驗艙里開啟空氣凈化裝置，進行實驗。分別測量實驗前后試驗艙內(nèi)甲醛、苯和TVOC的濃度值。其結(jié)果見表4。由表4可知，作用時間達2h后，試驗艙內(nèi)甲醛、苯和TVOC的濃度值均大大降低，去除率均達90.8%以上，其中對甲醛的去除率高達92.2%。
[0067]表4去除空氣中甲醛、苯、TVOC效果
[0068]
_檢測結(jié)果_
測試污染物作用時間空白試驗艙濃樣品試驗艙濃去除率O。)

度值(mg/m3)度值(mg/m3)
甲醛2h1.020.0892.2
苯2h1.560.14091.0
TVOC2h4.200.38890.8
[0069](4)去除香煙中異味
[0070]利用本發(fā)明方法，在空間為Im3的試驗艙里開啟空氣凈化裝置，進行實驗。分別測量實驗前后試驗艙內(nèi)氨氣、乙醛和乙酸的濃度值。其結(jié)果見表5。由表5可知，作用時間達Ih后，試驗艙內(nèi)氨氣、乙醛和乙酸的濃度值均大大降低，去除率均達91.7 %以上，其中對乙醛的去除率高達93.8%，且香煙總?cè)コ蕿?2.8%。說明本發(fā)明系統(tǒng)可高效去除香煙中異味效果，明顯改善空氣質(zhì)量。
[0071]表5本發(fā)明去除香煙中異味效果
[0072]

+僉測結(jié)果測試污染作用時--去除率香煙總?cè)コ?br> 空白試驗艙濃樣品試驗艙濃物間II (%)(%)

度值(mg/m3)度值(mg/m3)
--?10089Z0
乙醛Ih80.593.892 %
乙酸Ih60.591.7
【權(quán)利要求】
1.一種疏水膜組件與碳納米層雙過濾凈化空氣的方法，其特征在于，先將空氣送入疏水膜組件進行第一次過濾，過濾后的空氣經(jīng)過碳納米層進行第二次過濾，進而得到凈化后的空氣；所述碳納米層為三層結(jié)構(gòu)，上下兩層是碳纖維層，中間是碳?xì)?碳納米管層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳?xì)?碳納米管層的制備方法為:先用溶膠-凝膠法制備出催化劑前軀體氧化鎳-二氧化鈦復(fù)合物，再把氧化鎳-二氧化鈦復(fù)合物負(fù)載在碳?xì)稚希ㄟ^氫氣還原為碳?xì)?鎳-二氧化鈦，再以甲烷為碳源，通過化學(xué)氣相沉積法在碳?xì)稚铣练e一層碳納米管形成碳?xì)?碳納米管層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碳?xì)?碳納米管層的制備方法具體為: (1)將等體積的吐溫20和醋酸、鹽酸以及硝酸鎳六水合物和鈦酸四丁酯加入到乙醇溶液中，其中醋酸和鹽酸的摩爾比為5:3，Ni2+和Ti4+摩爾比為1:1，劇烈攪拌，通過等體積浸潰法將碳?xì)纸⒃谏鲜鋈芤褐?，在室溫下靜置2h后，然后在500?600°C下煅燒4?6h，即可得碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物； (2)將碳?xì)?氧化鎳二氧化鈦混合物至于石英管反應(yīng)器中，在400?600°C溫度下，以20mL/min的流速通入氮氣和氫氣，氮氣和氫氣的體積比為1:3，待碳?xì)稚系难趸?二氧化鈦復(fù)合物還原完全后，改通甲烷氣體，即可得碳?xì)?碳納米管復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述疏水膜組件為不沾灰疏水含氟聚合物的微孔膜，其制備方法為: 以含氟樹脂PVDF為高分子聚合物原料，以NMP或DMAc為溶劑，制備鑄膜液；然后，通過同心三孔紡絲板進行紡絲，中心孔的芯液為水，形成中空纖維狀態(tài)，再將其分別放置于第一凝固液和第二凝固液中進行二次凝固成型，清洗除溶劑后，室溫干燥，制備PVDF中空纖維膜；再通過噴涂全氟醚材料，干燥后即形成超疏水PVDF中空纖維膜，超疏水PVDF中空纖維膜經(jīng)過整理后，將絲束對折成型，將膜絲口切齊，將膜絲切口放入在模具內(nèi)灌膠，硬化后切頭制備成中空纖維膜組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述疏水膜組件中含氟樹脂PVDF的含量為20%?30%，NMP或DMAc的含量為70?80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一凝固液是含水量乙醇或異丙醇，第二凝固液為去離子水。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述全氟醚材料為全氟醚樹脂溶解于乙酸乙酯，形成濃度17?18%的噴涂液。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7所述的方法，其特征在于，所述噴涂全氟醚材料后的干燥條件為:在150°C干燥20?30分鐘。
9.利用權(quán)利要求1?8任一項方法凈化空氣的裝置，包括殼體及位于殼體內(nèi)的風(fēng)機，所述殼體上設(shè)有進、出氣口，其特征在于，所述殼體內(nèi)還包括疏水膜組件和集氣盒，所述疏水膜組件的一端與殼體上的進氣口連通，疏水膜組件的另一端與集氣盒的進氣口相連，集氣盒內(nèi)設(shè)有過濾進氣的碳納米層，集氣盒的出氣口與風(fēng)機的進風(fēng)口連接，風(fēng)機的出風(fēng)口與殼體上的出氣口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述殼體內(nèi)還包括消聲器，風(fēng)機的出風(fēng)口通過消聲器與出氣口連接，所述殼體上還設(shè)有散熱扇。
【文檔編號】B01D46/54GK104190167SQ201410418083
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】肖凱軍, 代佳麗, 申益, 董浩, 銀玉容 申請人:華南理工大學(xué)