[发明专利]一种三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料及其生产方法

权利要求书

1.一种三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料，其特征在于依次设有聚四氟乙烯微孔膜、第一玻纤针刺毡层、芳纶基布层、第二玻纤针刺毡层和催化层；所述催化层为负载MnCe@TiO₂纳米粒子的聚酰亚胺针刺毡层。

2.根据权利要求1所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料，其特征在于所述聚四氟乙烯膜的克重为100～150g/m²，孔隙率为68％～85％；所述第一玻纤针刺毡层的克重为220～350g/m²，所述第二玻纤针刺毡层的克重为220～350g/m²；所述芳纶基布层的克重为120～200g/m²。

3.根据权利要求1所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料，其特征在于所述催化层中MnCe@TiO₂纳米粒子负载量为80～150mg/cm²。

4.如权利要求1所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采用芳纶长丝经纬交织形成芳纶基布，所述芳纶为间位芳纶或对位芳纶中的至少任意一种；

将玻纤短纤开松后，梳理成网，取得玻纤针刺毡；

将芳纶基布平铺于两层玻纤针刺毡之间，并针刺加固，取得在芳纶基布的两侧分别设置一层玻纤针刺毡的第一复合材料；再在第一复合材料的一面通过热压，使纤针刺毡与聚四氟乙烯膜形成复合，取得第二复合材料；

2)采用聚酰亚胺短纤，经开松、梳理、成网、针刺，取得聚酰亚胺针刺毡；

超声条件下，将聚酰亚胺针刺毡在含有MnCe@TiO₂纳米粒子的浸渍液中浸渍后干燥，取得负载MnCe@TiO₂纳米粒子的聚酰亚胺针刺毡；

3)将第二复合材料中的另一面与负载MnCe@TiO₂纳米粒子的聚酰亚胺针刺毡通过针刺复合，取得滤料。

5.根据权利要求4所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于所述含有MnCe@TiO₂纳米粒子的浸渍液的制备方法是：

1)在超声条件下，将质量比为3～5wt.％、粒径为15～20nm的二氧化钛纳米粒子经超声条件下分散于水和乙醇的混合溶液中，得到二氧化钛悬浮液，再将四水合乙酸锰和六水合硝酸铈的混合水溶液与二氧化钛悬浮液分散均匀，然后置于60℃环境中搅拌2～4h，再在100℃条件下将液相蒸干，取得固相；

2)对固相进行研磨至粉末状，再在氮气保护下，于400～550℃条件下煅烧4～8h，取得MnCe@TiO₂纳米粒子；

3)将甲基硅氧烷预聚物分散于水和乙醇的混合溶液中，得到聚甲基硅氧烷溶液，再将MnCe@TiO₂纳米粒子在超声条件下分散于聚甲基硅氧烷溶液中，取得MnCe@TiO₂纳米粒子浸渍液。

6.根据权利要求5所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于在制备所述浸渍液的步骤1)中，水和乙醇的混合体积比为1∶1。

7.根据权利要求5所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于在制备所述浸渍液的步骤1)中，所述四水合乙酸锰和六水合硝酸铈混合水溶液中四水合乙酸锰和六水合硝酸铈的混合质量比为3～5∶1。

8.根据权利要求5所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于在制备所述浸渍液的步骤2)中，所述水和乙醇的混合体积比为2∶1，所述甲基硅氧烷预聚物跟水和乙醇的混合总体积比1∶5。

9.根据权利要求4或5所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于将聚酰亚胺针刺毡在含有MnCe@TiO₂纳米粒子的浸渍液中浸渍10～30min，干燥的温度环境为120～180℃，干燥时间2～3h。

10.根据权利要求5所述的三元低温催化脱硝脱硫除尘一体化高效滤料的生产方法，其特征在于所述聚四氟乙烯膜的克重为100～150g/m²，孔隙率为68％～85％；所述玻纤针刺毡的克重为220～350g/m²；所述芳纶基布的克重为120～200g/m²；所述聚酰亚胺针刺毡的克重为100g/m²，厚度为80～150μm，孔隙率为75％。