[发明专利]除去有害气体的催化剂与吸附剂混合的过滤层组装结构

说明书

技术领域

    本发明属于环保新材料领域，用于空气净化器的过滤层，具体涉及一种高效除去有害气体的催化剂与吸附剂混合的过滤层组装结构。

背景技术

近几年空气净化器已成为家电市场主要的热门产品之一。环境污染、新型流感、室内污染、空气质量的一系列问题的出现带动全球空气净化设备的发展。空气净化器已成为全球家电市场备受关注与追捧的热门产品。

目前国内市场上有多种空气净化器销售，它们的外观造型不同，功率大小不一，用于家庭或公共场所。影响空气过滤效果的关键部件是机器内的过滤层，市场上大多空气净化器的滤层是由HEPA过滤网和活性炭层组成，采用这种过滤网，大颗粒粉尘可以被滤掉，空气中的有害气体如甲醛等也能被活性炭少量吸附，但活性炭吸附的有害气体会随时间推移被二次解析出来，重新回到空气中，造成二次污染。因此从本质上讲，有害气体并没有得到根本清除。

发明内容

本发明的目的是提供一种除去有害气体的催化剂与吸附剂混合的过滤层组装结构，采用该结构能高效除甲醛等有害气体，并且通过纳米复合催化剂与活性炭的最佳比例混合，起到物理吸附和化学反应的双重功效。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种除去有害气体的催化剂与吸附剂混合的过滤层组装结构，其特征在于：该结构包括纳米复合催化剂和活性炭，所述纳米复合催化剂与活性炭按9:1~1:9的比例进行混合组装；；该纳米复合催化剂为颗粒状，且颗粒的表面具有吸附孔；所述纳米复合催化剂是铂纳米粒子或能吸收甲醛的胺类化合物、尿素衍生物还原性含硫化合物、氧化物的固体颗粒；颗粒状由粒径规格为纳米级固体颗粒构成。

本发明中，纳米复合催化剂可以为圆豆颗粒状。催化纳米粒子由可降低有机物与氧气氧化剂反应活化能的过渡金属或贵金属及其盐组成；固体颗粒与甲醛有机物反应作用。铂纳米催化剂与其它反应性化合物的配伍又进一步起到了协同催化作用，加速了空气中甲醛等有机挥发性的分解。

活性炭是一种多孔性的物质，它具有高度发达的孔隙构造，比表面积大，能与气体或杂质充分接触，从而赋予了活性炭所特有的吸附性能，将有害物质吸附到孔隙中。但活性炭吸附饱和后会二次解析，最终吸附与解析达到动态平衡，使活性炭失去其功效。复合催化剂的加入打破了这个平衡。在开机后，活性炭以吸附为主，解析为辅，复合催化剂则不断发生催化分解反应，将吸附的甲醛等有害物质分解成CO₂和H₂O。流经复合过滤层的空气中的有害物质一方面被不断分解，未分解的有害物则被活性炭吸附，这样，经反复空气循环后，有害物质最终被彻底清除，保持了室内的空气清新。在关机后，活性炭则以解析为主，残留在活性炭内的有害气体，解析出来后继续被复合催化剂催化分解。通过催化剂与活性炭的配合使用，使空气净化器在关机后也能起到分解有害气体的作用。

本发明将纳米复合催化剂与活性炭按一定比例混合，在开机时，发生物理吸附和化学催化分解反应，对空气进行净化，在关机后，也有一定的后续催化分解的能力，从根本上来分解有害物质，清除有害气体。

附图说明

图1是本发明中纳米复合催化剂的外形示意图。

图2是本发明中圆豆状颗粒的电子显微照片。

具体实施方式

一种除去有害气体的催化剂与吸附剂混合的过滤层组装结构，该结构包括纳米复合催化剂和活性炭，纳米复合催化剂与活性炭按9:1~1:9的比例进行混合组装。图1是本发明中纳米复合催化剂的外形示意图，图中，1是纳米复合催化剂、2是吸附孔。该纳米复合催化剂1为圆豆状颗粒，且圆豆状颗粒的表面具有吸附孔2。纳米复合催化剂是铂纳米粒子或能吸收甲醛的胺类化合物、尿素衍生物还原性含硫化合物、氧化物的固体颗粒；圆豆状颗粒由粒径规格为纳米级固体颗粒构成。

本发明中，催化纳米粒子由可降低有机物与氧气氧化剂反应活化能的过渡金属或贵金属及其盐组成；固体颗粒与甲醛等有机物反应作用。铂纳米催化剂与其它反应性化合物的配伍又进一步起到了协同催化作用，加速了空气中甲醛等有机挥发性的分解。圆豆子状的催化材料属多孔物质，能够保证活性催化成分在孔隙中充分地分散。并且球状粒子间隙利于空气流通，减小空气流动阻力，降低机器噪音。

制备的催化剂大小为纳米级，比表面积大，催化活性高，能够有效地将甲醛、挥发性有机物 (VOC) 等有害气体分解成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)。

在开机时，发生物理吸附和化学催化分解反应，对空气进行净化，在关机后，也有一定的后续催化分解的能力，来分解有害物质。