[发明专利]一种高效吸收VOCs的过滤膜及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于膜材料制备技术领域，具体涉及一种高效吸收VOCs的过滤膜及其制备方法。

【背景技术】

VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。VOCs是挥发性有机化合物的英文简称，通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOCs。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。当房间里VOCs达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

我们居室中的VOCs主要来源于乳胶漆、墙纸、地面、绝热材料、粘结剂、涂料等装修材料。中国的《室内装饰装修材料有害物含量》规定：墙面漆中的VOCs含量须≤200克/升；环境标志认证标准也要求墙面漆除水后的VOCs含量要≤80克/升；发达国家的标准则更严苛，如欧盟标准中墙面漆的VOCs含量须≤75克/升。

随着经济快速发展，现在挥发性有机物VOCs产生量大，各种装修家居，室内以及不同的方式产生了许多的挥发性有机物，对人体危害大，不易察觉。然而现有技术难于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化学法治理VOCs也会产生二次污染等问题，使得方法复杂而难于达到高效简便地治理VOCs，此外还存在着处理成本高的问题。

吸收法是目前处理挥发性有机物的一种广泛采用的方法，其具有方法简单、处理成本低、处理量大的特点。但是现有的吸收法存在一些突出的缺点，例如吸收效率低、对于低浓度VOC气体吸收效果不佳、吸收剂的吸收容量不高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种高效吸收VOCs的过滤膜，以解决现有技术难于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化学法治理VOCs也会产生二次污染，以及处理成本高等问题。本发明的高效吸收VOCs的过滤膜中含有石墨烯、硅酸盐等混合成分，具有耐高温高压，耐腐蚀，抗震性能好等特点；本发明的过滤膜吸收VOCs等有毒气体效率高，工艺简单，制备成本低。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高效吸收VOCs的过滤膜，以重量份为单位，包括以下原料：蒙脱石65-112份、麦饭石36-65份、硅酸钙14-32份、活性炭17-30份、高岭土11-20份、膨润土10-16份、氧化钙5-10份、无水氯化钙8-14份、无水硫酸铜6-12份、碳纤维12-20份、钛酸异丙酯4-7份、甲基异丁基酮5-10份、玻璃纤维4-6份、石墨烯1.2-2.3份、引发剂0.4-0.6份、催化剂0.6-0.9份、增韧剂1.4-2.5份、聚凝剂1-1.6份、稳定剂0.6-1份。

优选地，所述引发剂为过氧化二碳酸二环己酯。

优选地，所述催化剂为五氧化二钒。

优选地，所述增韧剂为乙丙橡胶。

优选地，所述聚凝剂为聚合氯化铝。

优选地，所述稳定剂为有机锡稳定剂。

本发明还提供一种高效吸收VOCs的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将蒙脱石、麦饭石、硅酸钙、活性炭、高岭土、膨润土浸泡在去离子水中，清洗掉附着的污染物，接着烘干，再接着将烘干的蒙脱石、麦饭石、硅酸钙、活性炭、高岭土、膨润土，以及氧化钙、无水氯化钙、无水硫酸铜、碳纤维、玻璃纤维放入纳米粉碎机中，在转速为1000-1200r/min下粉碎1-1.5h后过筛子，制得混合物A；

S2：将步骤S1制得的混合物A、钛酸异丙酯、甲基异丁基酮、石墨烯、引发剂、催化剂、增韧剂搅拌2-3h后放入纳米粉碎机粉碎，制得混合物B；

S3：将步骤S2制得的混合物B、聚凝剂、稳定剂混合均匀，制得混合物C；

S4：在激光烧结3D打印机中利用电脑设计成的膜三维文件，其中设计孔径为0.01-0.08nm，打印层厚为0.05-0.12nm，将步骤S3制得的混合物C经过铺粉辊铺粉，再经过激光扫描后瞬间在激光点处形成高温层层叠加融合，经冷却至室温，制得孔径均匀的高效吸收VOCs的过滤膜。

优选地，步骤S2中所述烘干至含水量≤2％。

优选地，步骤S2中所述搅拌是在温度为220-260℃，转速为400-600r/min下进行的。

优选地，步骤S4中所述激光点的温度为1500℃以上。

本发明具有以下有益效果：