[实用新型]对甲醛具有催化降解功能的过滤结构以及过滤元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种对甲醛具有催化降解功能的过滤结构以及应用该过滤结构的过滤元件。

背景技术

目前用于甲醛防治的方法主要有：生物法、物理吸附法、臭氧氧化法、非热等离子体空气净化法等。生物法主要利用植物等对甲醛进行吸收转化，但只能在较低的浓度下进行而且需要的时间较长，只能作为辅助方法使用；物理吸附法通常采用活性炭进行吸附，但是吸附效率低、稳定性差，受温度和甲醛的浓度影响较大，而且已被吸附的甲醛会因吸附饱和而逆向释放回空气中；臭氧氧化法对控制性要求较高，臭氧本身毒性比甲醛还强，控制不好会适得其反；非热等离子体技术还有许多前沿的科学难题未解决，未广泛应用。催化降解法是一种新型的净化甲醛的方法，是指利用催化剂的强氧化性及其表面性质将甲醛氧化为无毒的产物，但是催化剂通常为无定型的粉末状材料，需要另外将其负载在其它基体表面，以致增加较多的机械结构和制备工艺。本实用新型的发明人想到，以过滤材料的多孔结构为骨架，将这些性能高效的催化剂负载在多孔骨架的孔隙表面，在过滤空气的同时净化空气中的甲醛。

实用新型内容

基于上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种过滤结构，该过滤结构兼具过滤颗粒物和催化降解甲醛的功能，而且制备方法简单。本实用新型还要提供应用该过滤结构的过滤元件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种对甲醛具有催化降解功能的过滤结构，包括过滤材料基材及附着在过滤材料基材的孔隙表面的催化剂涂层，所述催化剂涂层包括对甲醛具有催化降解功能的活性颗粒。首先，当催化剂涂层附着于过滤材料基材的孔隙表面时，可以在不改变孔的数量的前提下有效减小孔径，在保持较高的孔隙率的前提下提升过滤精度。其次，过滤材料基材的孔隙度高、比表面积大，活性颗粒在过滤材料基材的孔隙表面堆积，不仅负载量大，提升了催化降解效率，而且形成二次孔隙，使过滤结构保持较高的气通量。该过滤结构有效集成了过滤结构和催化降解结构，兼具过滤空气中的颗粒物和催化降解空气中甲醛的功能且结构简单，节约了设备的体积。

作为上述对甲醛具有催化降解功能的过滤结构的进一步改进，所述催化剂涂层为多孔状且其平均孔径为2-50nm；所述催化剂涂层的厚度为1-60μm。若催化剂涂层的厚度较厚，则可能发生脱离现象，致使过滤结构的部分孔隙被堵塞，若催化剂涂层的厚度较薄，则催化降解的效率低且不能起到提升过滤结构的过滤精度的作用。具有上述孔径的催化剂涂层兼具优异的机械性能、较高的比表面积，可显著提升过滤结构的过滤精度、催化降解效率和使用寿命。进一步，所述催化剂涂层的厚度优选为30-50μm。

作为上述对甲醛具有催化降解功能的过滤结构的进一步改进，所述活性颗粒的平均粒径为1-100nm。如果活性颗粒的粒径过大，则可能导致催化剂涂层的附着力差，所得过滤结构易因催化剂涂层的脱落而使孔隙被堵塞；如果活性颗粒的粒径过小，则容易发生活性颗粒的团聚现象，反而降低催化剂涂层的比表面积小，致使催化降解效率较低。进一步，所述活性颗粒的平均粒径优选为25-40nm。

作为上述对甲醛具有催化降解功能的过滤结构的进一步改进，所述活性颗粒为二氧化锰颗粒、二氧化钛颗粒、氧化铈颗粒、氧化锆颗粒中的任意几种。

作为上述对甲醛具有催化降解功能的过滤结构的进一步改进，所述过滤材料基材为泡沫金属。进一步，所述泡沫金属为镍基泡沫、铜基泡沫、铝基泡沫中的任意一种。所述镍基泡沫为镍泡沫或镍合金泡沫；所述铜基泡沫为铜泡沫或铜合金泡沫，所述铝基泡沫为铝泡沫或铝合金泡沫。由于泡沫金属的孔径较大，因此过滤材料基材可进一步优选为压缩后的泡沫金属。进一步，所述过滤材料基材由至少两层泡沫金属叠加压缩而成，以提升最终过滤结构的机械性能。

作为上述对甲醛具有催化降解功能的过滤结构的进一步改进，所述压缩为轧制。当所述过滤材料基材由一层泡沫金属轧制而成时，通过轧制得到的多孔薄膜的孔径及厚度分布均匀。当所述过滤材料基材由至少两层泡沫金属叠加轧制而成时，通过轧制得到的多孔薄膜不仅孔径及厚度分布均匀，而且各层泡沫金属之间的结合力更强，不易剥离。进一步，所述轧制为热轧或冷轧。