高效低阻力抗菌空气过滤器研制

1、高效低阻力抗菌空气过滤器研制 刘敏 龚欣 殷平 摘要： 分析了空气过滤器目前存在的两大难题，即阻力和二次污染问题，介绍了驻极体静电合成纤维、光催化纳米氧化钛和纳米银的主要特性，报道了合成的纳米氧化钛、纳米银驻极体静电空气过滤器的试验结果，试验结果表明，62pa的低阻力，99.99%的高效率，低廉的价格，使高效空气过滤器的应用范围大大扩展，为改善室内空气品质，防止疾病的传播提供了一种实用的产品。 关键词： 高效空气过滤器 纳米氧化钛 纳米银 驻极体 1. 引言 2003年春天那场席卷全球的sars疫情给人们留下的不仅仅是教训和警示，更多的则是人类应该如何去防御疾病的侵袭，如何去预防，去医治这些危

2、害人类健存的疾病。今天，“健康”的概念已经进入人类生活的方方面面，自然“健康”也成了暖通空调专业研究、开发、制造的重点，空气净化技术受到了人们特别的关注。 在诸多空气净化技术中，应用最广、最成熟、最无异议的可能就是空气过滤器。无论是国外，还是国内，空气过滤器已经发展到很高的水平，足以应付各种需要，在很多时候，空气过滤器成了唯一的最安全的、最有效的防御手段， 这点从sars疫情传播期间，以及其后出台的一系列文件、措施和标准中就能清楚地看到这一点。但是，目前在使用空气过滤器的过程中，困扰人们的是，如果要获得理想的高过滤效率，就不得不付出一定的代价去对付高阻力带来的一系列问题，能耗问题、噪声问题、风

3、机选型问题等等。另一方面，高效率的空气过滤器拦截了空气中的，灰尘、细菌、病毒和微生物，可是沉积在过滤器上的微生物如果不及时加以处理，将产生严重的二次污染，因此不得不采取其他措施，由此又产生了一系列新问题。 本文研究的重点，就是企图从目前国内外已经进入市场的诸多空气净化技术中筛选出若干成熟的、有效的、价格便宜的技术组合成一种新型空气过滤材料，解决上述问题。 2. 空气过滤器的阻力 根据空气过滤器的两个国家标准1，2，我国空气过滤器分类可参见表13。 表1给出了各种空气过滤器的初阻力，在实际应用中，必须考虑空气过滤器的终阻力，所谓终阻力，即“指在额定风量下由于过滤器积尘，而使其阻力上升并达到规定值

4、。一般为初阻力的2倍。”4。表2给出了空气过滤器的终阻力建议值 5。 表1 我国空气过滤器分类 额定风量下的效率 （%） 额定风量下的初阻力 （pa） 注 粗效 中效 高中效 亚高效 粒径5m，8020 粒径1m，7020 粒径1m，9970 粒径1m，99.995 50 80 100 120 效率为大气尘计数效率 高效 a b c d 99.9 99.99 99.999 粒径0.1m，99.999 190 220 250 280 a、b、c三类效率为钠焰法；d类为计数效率 此寻找既能保持高催化活性又能维持负载材料的物性，而且能均匀、牢固地使催化剂固定在负载材料表面的技术是十分困难的10。 纳

5、米银材料存在的主要问题除了其抗菌不需要光催化外，其他与光触媒二氧化钛相同。 6 光催化驻极体静电空气过滤器研制及试验结果 为了解决上述问题，对国内和国外多种纳米氧化钛和纳米银材料进行了调查，从中各选择了3种产品，送交广东省微生物分析检测中心进行检测，根据gb15979-2002等标准、规范规定的测试方法11-13进行了抗菌性能测试。测试结果表明，虽然经过筛选，最后确定的6种材料的抗菌性能仍有一定的差异。对纳米氧化钛的太阳能利用率同时进行了测试，作为综合指标进行了筛选，发现国内开发的普通光型纳米氧化钛的抗菌效果已经接近光催化型纳米氧化钛。在上述测试的基础上，进行了负载技术研究。参考国内外研究成果，最后决定，对纳米银材料采用合成法，即按一定比例将聚丙烯纤维切片与纳米银粉体混合，然后进行熔喷和静电充电，生成纳米银驻极体静电过滤材料；对于纳米氧化钛则配制成快干溶液，这种溶液具有很好的附着力，采用高压喷雾法，可以均匀附着在驻极体静电过滤材料上。表3是3种合成材料的抗菌性能测试结果，分别是 纳米银驻极体静电过滤材料；纳米氧化钛驻极体静电过滤材料；纳米氧化钛、纳米银驻极体静电过滤