本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合型空氣凈化濾芯，特別涉及一種具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合型空氣凈化濾芯，屬于空氣凈化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的中國(guó)。長(zhǎng)期生活在渾濁的空氣中，會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)造成很大的傷害，導(dǎo)致免疫力下降和相關(guān)疾病的產(chǎn)生。與此同時(shí)，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，在對(duì)生活環(huán)境力求舒適、安逸的同時(shí)也要求具有養(yǎng)生、保健的功能。
目前空氣中的主要污染物包括幾個(gè)方面：一是可吸入顆粒、粉塵、煙霧、花粉；二是各種微生物、細(xì)菌、真菌和病毒等；三是有害揮發(fā)氣體如氨氣、一氧化碳、甲醛、苯等。污染源主要來(lái)源于工業(yè)、交通運(yùn)輸及生活爐灶與采暖鍋爐，特別是工業(yè)排放到大氣中的污染物種類繁多，比如煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機(jī)化合物、鹵化物、碳化合物等。
最近幾年，隨著霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，室內(nèi)空氣的質(zhì)量越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。因此，空氣凈化器的需求量增大。現(xiàn)在常用的空氣凈化器采用的是有機(jī)纖維等材料編制的濾材結(jié)合活性碳等物質(zhì)來(lái)吸附空氣中的微細(xì)顆粒和一些有機(jī)物等。CN 2541781Y公開(kāi)了一種空調(diào)空氣凈化網(wǎng)，包括外層網(wǎng)狀骨架和覆蓋其上的濾芯，其中濾芯是在外層網(wǎng)狀骨架上覆以經(jīng)特殊處理的多褶式無(wú)紡布構(gòu)成，在無(wú)紡布上還涂有經(jīng)特殊處理的活性炭層、光催化復(fù)合粉體以及抗病毒殺菌藥水，在吸附有害物質(zhì)的同時(shí)，可以去除空氣中的細(xì)菌、病毒、霉菌等。但是采用顆粒狀吸附材料對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾的會(huì)存在一個(gè)飽和吸附狀態(tài)，而且小的活性炭顆粒會(huì)隨著氣流吹到空氣中形成污染物，導(dǎo)致所謂的掉渣現(xiàn)象，導(dǎo)致二次污染。
為了改善這種狀況，CN 103768871A中公開(kāi)了無(wú)紡布和活性炭纖維相結(jié)合，用來(lái)克服現(xiàn)有的濾芯出現(xiàn)掉渣和二次污染的不足二次污染方面的缺點(diǎn)，其中，活性碳纖維則為纖維狀，纖維上布滿微孔用來(lái)吸附有害氣體。雖然在一定程度上改善了傳統(tǒng)濾網(wǎng)二次污染方面的缺點(diǎn)，但對(duì)于空氣中的酸性氣體如硫化氫、二氧化硫及含氯離子的酸性氣體無(wú)法吸附，對(duì)小于2.5微米的小顆粒污染物也難以吸附，而且對(duì)于吸附的甲醛等有機(jī)氣體也無(wú)法分解。
因此，如何發(fā)展出一種能夠有效凈化空氣的濾芯已經(jīng)成為業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合型空氣凈化濾芯，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括：
本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合型空氣凈化濾芯，其包括粗濾層和在空氣行進(jìn)方向上分布于粗濾層后方的金屬/分子篩層、有機(jī)吸附層、顆粒吸附層及殺菌層，其中所述粗濾層至少用以濾除空氣中尺寸相對(duì)較大的污染物，所述殺菌層至少用以除去空氣中的有害微生物，所述金屬/分子篩層至少用以除去空氣中的腐蝕性氣體和初步吸附空氣中的有機(jī)污染物，所述有機(jī)吸附層至少用以降解除去空氣中的有機(jī)污染物，所述顆粒吸附層至少用以去除空氣中尺寸相對(duì)較小的顆粒污染物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括：提供的具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合型空氣凈化濾芯可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有害物質(zhì)的有效吸附和處理，尤其對(duì)于甲醛等有害有機(jī)氣體進(jìn)行兩次吸附，達(dá)到較高吸附效率，克服傳統(tǒng)空氣凈化濾芯功能單一、效率較低且容易產(chǎn)生二次污染等方面的問(wèn)題，具有吸附效率高、吸附速度快、吸附容量大、處理范圍寬、對(duì)環(huán)境友好并且能處理有害氣體等方面的優(yōu)點(diǎn)，有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是為本實(shí)用新型一實(shí)施例中一種復(fù)合型空氣凈化濾芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記說(shuō)明：粗濾層1，金屬/分子篩層2，有機(jī)吸附層3，顆粒吸附層4，殺菌層5。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。這些優(yōu)選實(shí)施方式的示例在附圖中進(jìn)行了例示。附圖中所示和根據(jù)附圖描述的本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅僅是示例性的，并且本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施方式。
在此，還需要說(shuō)明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合型空氣凈化濾芯，其包括粗濾層和在空氣行進(jìn)方向上分布于粗濾層后方的金屬/分子篩層、有機(jī)吸附層、顆粒吸附層及殺菌層，其中所述粗濾層至少用以濾除空氣中尺寸相對(duì)較大的污染物，所述殺菌層至少用以除去空氣中的有害微生物，所述金屬/分子篩層至少用以除去空氣中的腐蝕性氣體和初步吸收空氣中的有機(jī)污染物，所述有機(jī)吸附層至少用以降解除去空氣中的有機(jī)污染物，所述顆粒吸附層至少用以去除空氣中尺寸相對(duì)較小的顆粒污染物。
其中，利用所述金屬/分子篩層和所述有機(jī)吸附層能夠?qū)諝庵械挠袡C(jī)污染物(例如甲醛)進(jìn)行兩次吸附，達(dá)到較高吸附效率。
進(jìn)一步的，所述粗濾層、金屬/分子篩層、有機(jī)吸附層、顆粒吸附層和殺菌層于空氣行進(jìn)方向上依次設(shè)置。
進(jìn)一步的，所述粗濾層包括由環(huán)境友好的聚合物制成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。較為優(yōu)選的，所述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)格尺寸為1mm*1mm～10mm*10mm。
較為優(yōu)選的，所述粗濾層的厚度為0.1mm～5mm。
較為優(yōu)選的，所述聚合物可包括環(huán)烯共聚物(COC)、聚己內(nèi)酯(PCL)和聚乳酸(PLA)中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
較為優(yōu)選的，所述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)包括三角形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、四邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、五邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
進(jìn)一步的，所述金屬/分子篩層包含主要由金屬和/或金屬氧化物及分子篩材料制成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。
較為優(yōu)選的，所述金屬和/或金屬氧化物包含鋁、鈦、鎂、鐵和銅中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
較為優(yōu)選的，所述分子篩材料選自能夠吸附甲醛等有害有機(jī)污染物的分子篩材料。
進(jìn)一步的，所述分子篩材料包括A型、X型和Y型的一種或兩種以上的任意組合，其形狀可以為條狀或球狀等且不限于此。
因此，所述金屬/分子篩層能夠用以吸附空氣中的腐蝕性氣體(特別是酸性氣體)，且可以對(duì)甲醛等有害有機(jī)污染物(特別是氣體狀的有機(jī)污染物)進(jìn)行初級(jí)吸附。
較為優(yōu)選的，所述金屬/分子篩層的厚度為0.5～5mm。
較為優(yōu)選的，所述金屬/分子篩層中的網(wǎng)格尺寸為1mm*1mm～10mm*10mm。
進(jìn)一步的，所述有機(jī)吸附層包括活性碳纖維布，且所述活性碳纖維布表面和/或內(nèi)部分布有能夠催化降解有機(jī)污染物的物質(zhì)。
較為優(yōu)選的，所述有機(jī)吸附層的厚度為0.1mm～5mm。
較為優(yōu)選的，所述活性碳纖維布的比表面積為500～2500m2/g。
更進(jìn)一步的，所述活性碳纖維布在同一面積上對(duì)有機(jī)物的吸附容量為活性炭的1.5～100倍，吸附能力為活性炭的10～400倍。
進(jìn)一步的，所述能夠催化降解有機(jī)污染物的物質(zhì)包括納米顆粒和/或亞硫酸鹽。
較為優(yōu)選的，所述納米顆粒包括納米金屬氧化物顆粒和/或納米金屬硫化物顆粒中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
例如，所述納米金屬氧化物顆粒包括納米級(jí)氧化鈦顆粒、納米級(jí)氧化鋅顆粒及納米級(jí)氧化錫顆粒中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
例如，所述納米金屬硫化物顆粒包括硫化鎘納米顆粒，但不限于此。
例如，所述亞硫酸鹽包括亞硫酸鈉和/或亞硫酸氫鈉，但不限于此。
進(jìn)一步的，所述顆粒吸附層包含由超細(xì)玻璃纖維濾紙與無(wú)紡布復(fù)合形成的折疊型結(jié)構(gòu)。
較為優(yōu)選的，所述顆粒吸附層的厚度為0.1mm～1mm。
進(jìn)一步的，所述尺寸相對(duì)較小的顆粒污染物的粒徑小于或等于PM2.5顆粒物的粒徑。
進(jìn)一步的，所述顆粒吸附層至少用于吸收空氣中的帶電荷的塵埃。
進(jìn)一步的，所述殺菌層包含超細(xì)玻璃纖維濾紙與碳纖維濾紙的復(fù)合材料。
較為優(yōu)選，所述殺菌層的厚度為0.1mm～1mm。
進(jìn)一步的，所述復(fù)合材料表面和/或內(nèi)部分布有納米Ag材料、納米Cu材料以及納米級(jí)石墨烯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
較為優(yōu)選的，所述超細(xì)玻璃纖維濾紙材質(zhì)包括聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯中的任意一種或兩種的組合，但不限于此。
采用本實(shí)用新型提供的濾芯，進(jìn)入空氣凈化器的空氣先經(jīng)過(guò)粗濾層去除毛發(fā)、飛絮和粗顆粒等污染物，避免后續(xù)吸附層的堵塞。然后經(jīng)過(guò)金屬/分子篩層進(jìn)行酸性氣體的吸附和處理，去除空氣中的二氧化硫、硫化氫等有害氣體，并進(jìn)行甲醛等有害有機(jī)氣體的初步吸附。隨后經(jīng)過(guò)被納米級(jí)氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)等物質(zhì)修飾的活性炭纖維布，可以對(duì)空氣中的甲醛進(jìn)行有效吸附，同時(shí)可以進(jìn)行有效分解。再次經(jīng)過(guò)HEPA/無(wú)紡布復(fù)合型高效過(guò)濾材質(zhì)進(jìn)行微細(xì)顆粒的吸附，去除空氣中對(duì)人體有害的PM2.5和更小粒徑的微小顆粒物。最后經(jīng)過(guò)納米Ag、Cu或納米級(jí)石墨烯的玻璃纖維濾紙殺菌層，進(jìn)行空氣中細(xì)菌、病毒和微生物的處理，實(shí)現(xiàn)空氣中的凈化過(guò)程。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
實(shí)施例1
參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)施例提供一種具有多層結(jié)構(gòu)的功能復(fù)合型空氣凈化濾芯，包括五層結(jié)構(gòu)，依次為粗濾層1、金屬/分子篩層2、有機(jī)吸附層3、顆粒吸附層4和殺菌層5。
本實(shí)施例中所述粗濾層1采用環(huán)烯共聚物材質(zhì)，通過(guò)注塑方法形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，厚度約為2mm，具有高效率、低成本的優(yōu)點(diǎn)，不但對(duì)環(huán)境友好，而且對(duì)毛發(fā)、飛絮、大顆粒污染物進(jìn)行有效的吸附，防止其對(duì)后續(xù)吸附層的堵塞。
本實(shí)施例中的金屬/分子篩層2金屬采用鋁材質(zhì)，通過(guò)壓制的方法制備，厚度約為1mm，為四邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，對(duì)空氣中的二氧化硫、硫化氫和含氯離子等有害氣體進(jìn)行有效吸附。分子篩優(yōu)選采用5A級(jí)，其能對(duì)腐蝕性氣體進(jìn)行吸收，同時(shí)還可以對(duì)甲醛進(jìn)行初步吸附。
本實(shí)施例中的有機(jī)吸附層3采用活性炭纖維布，其纖維直徑細(xì)，組成的微孔很多，吸附物質(zhì)到達(dá)吸附位置的擴(kuò)散路徑短，而且其比表面積很大，可到2500m2/g，吸附容量是活性炭的1.5-100倍，吸附能力可達(dá)到活性炭的400倍，是一種非常適合于進(jìn)行有機(jī)物吸附的材料。
而且，活性炭纖維布上通過(guò)化學(xué)合成的方法，在其表面通過(guò)浸潤(rùn)的方式進(jìn)行TiO2納米顆粒的修飾，可以在吸附甲醛、苯等有機(jī)有害氣體的同時(shí)進(jìn)行有害物質(zhì)的分解，達(dá)到徹底清除有害氣體的功效。
本實(shí)施例中的顆粒吸附層4可采用高濾材料超細(xì)玻璃纖維結(jié)合無(wú)紡布的復(fù)合材料經(jīng)熱壓的方式形成的雙層過(guò)濾材料，其不僅具有新一代環(huán)保材料拒水、透氣、柔韌、不助燃、無(wú)毒無(wú)刺激性、易于洗滌等方面的特點(diǎn)，而且其對(duì)帶電荷的塵埃和PM2.5小顆粒塵埃有超強(qiáng)吸附能力。
本實(shí)施例中的殺菌層5采用納米Ag結(jié)合超細(xì)玻璃纖維材料(HEPA)，通過(guò)噴涂的方法在超細(xì)玻璃纖維上噴涂殺菌劑制得。所述殺菌劑采用納米銀粒子，由于粒徑在25nm以下的納米銀粒子能穿透細(xì)菌或病毒的細(xì)胞壁，其與細(xì)菌或病毒用于呼吸的基酶結(jié)合，使細(xì)菌、病毒窒息而死，從而有效的對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行殺菌消毒。
本實(shí)施例在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，進(jìn)入空氣凈化器的空氣先經(jīng)過(guò)粗濾層去除毛發(fā)、飛絮和粗顆粒等污染物，避免后續(xù)層的堵塞。然后經(jīng)過(guò)金屬/分子篩層進(jìn)行酸性氣體的吸附，去除空氣中的二氧化硫、硫化氫等有害氣體，并進(jìn)行甲醛等氣體的初級(jí)吸附。隨后經(jīng)過(guò)被納米級(jí)氧化鈦(TiO2)或氧化鋅(ZnO)等物質(zhì)修飾的活性炭纖維布，可以對(duì)空氣中的甲醛進(jìn)行有效吸附，同時(shí)可以進(jìn)行分解。再次經(jīng)過(guò)HEPA高效過(guò)濾材質(zhì)進(jìn)行微細(xì)顆粒的吸附，去除空氣中對(duì)人體有害的PM2.5等顆粒物。最后經(jīng)過(guò)納米Ag、Cu或納米級(jí)石墨烯的玻璃纖維濾紙殺菌層，進(jìn)行空氣中細(xì)菌、病毒和微生物的處理，實(shí)現(xiàn)空氣中的凈化過(guò)程。
綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例采用的復(fù)合型凈化器濾芯對(duì)酸性氣體、懸浮粒子和PM2.5和更小粒徑的微細(xì)顆粒有較明顯的吸附能力。其中，利用金屬網(wǎng)格進(jìn)行酸性有害氣體的吸附和處理，并通過(guò)分子篩對(duì)甲醛進(jìn)行初級(jí)吸附；利用活性炭纖維布作為有機(jī)氣體的吸附材料，不僅解決了采用顆粒狀吸附材料時(shí)小顆粒易漏出的問(wèn)題，而且其上修飾的納米顆?？梢远嘤泻怏w進(jìn)行分解，達(dá)到徹底清除的效果；利用超細(xì)玻璃纖維/無(wú)紡布復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)更小顆粒的有效吸附，且吸附效率高、吸附容量大；在高效吸附材質(zhì)HEPA上添加納米銀解決了傳統(tǒng)空氣凈化濾芯無(wú)殺菌效果的問(wèn)題。與傳統(tǒng)空氣凈化濾芯相比，本實(shí)用新型提供的濾芯可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有害物質(zhì)的有效吸附和處理，尤其對(duì)于甲醛具有很高的吸附效率，克服傳統(tǒng)空氣凈化濾芯功能單一、效率較低且容易產(chǎn)生二次污染等方面的問(wèn)題，具有吸附效率高、處理范圍寬、對(duì)環(huán)境友好并且能處理有害氣體等方面的優(yōu)點(diǎn)，有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。