一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，属于空气过滤领域，其特征在于，包括支撑座、固定层及多个套管组件，支撑座包括第一支座和第二支座，多个套管组件均匀设置在第一支座和第二支座之间，套管组件两端分别与第一支座和第二支座相连接，固定层连接在第一支座和第二支座之间；套管组件包括第一过滤套管，由依次设置的第一无纺布层、活性炭滤层、第一无纺布层组成，活性炭层夹设在两层第一无纺布层之间，第二过滤套管，套设在第一过滤管外部，由依次设置的第二无纺布层、石墨烯银纳米颗粒滤层、第二无纺布层组成，石墨烯银纳米颗粒滤层夹设在两层第二无纺布层之间；旨在解决车载空调滤芯滤芯寿命较短、需更换频繁、更换操作不便等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯及其制备方法
本专利技术涉及空气过滤领域，具体涉及一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯及其制备方法。
技术介绍
现有汽车空调滤芯有普通型空调滤芯和活性炭系列空调滤芯。其目的就是过滤从外界进入车厢内部空气中所包含的杂质，例如微小颗粒物、花粉、工业废气和灰尘等，使空气的洁净度提高。防止这类物质进入空调系统破坏空调系统，给车内乘用人员良好的空气环境，保护车内人员的身体健康。但是，通过实际使用发现，以上两类空调滤芯只能过滤掉空气中的微小颗粒物、花粉、灰尘等有害物质，并不能对空气中含有的细菌、病毒进行很好的隔离去除，也不能抑制滤芯长期使用过程中细菌、病毒的滋生，对车内人员健康产生重大危害。普通滤芯和活性炭滤芯结构一般设计成波浪形增加过滤面积，对空气只进行一次过滤后便进入车内，对空气的过滤效果并不是很好；而且现有技术的该种车载空调滤芯存在滤芯寿命较短、需更换频繁、更换操作不便等一系列问题。现有技术中尚未有将套管结构应用于车载空调滤芯的记载。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种过滤效果更佳的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，包括支撑座、固定层及多个套管组件，所述支撑座包括第一支座和第二支座，多个套管组件均匀设置在第一支座和第二支座之间，套管组件两端分别与第一支座和第二支座相连接，所述固定层连接在第一支座和第二支座之间，固定层包覆在多个套管组件的外侧；所述套管组件包括第一过滤套管，由依次设置的第一无纺布层、活性炭滤层、第一无纺布层组成，活性炭层夹设在两层第一无纺布层之间，第二过滤套管，套设在第一过滤管外部，其内壁与第一过滤管外壁之间留有预设距离，由依次设置的第二无纺布层、石墨烯银纳米颗粒滤层、第二无纺布层组成，石墨烯银纳米颗粒滤层夹设在两层第二无纺布层之间；所述第一支座的外端作为进风端，第一过滤套管的芯部作为进风风道与进风端相连通，第二支座的外端作为出风端，相邻第二过滤套管之间形成的空隙作为出风风道与出风端相连通。进一步的，所述第一支座和第二支座的内端设置有用于固定套管组件的卡座，套管组件通过卡设在卡座上，进而与第一支座和第二支座相连接。或者采用另一种连接方式，即第一过滤套管贯穿第一支座与第一支座相连接，所述第二过滤套管的石墨烯银纳米颗粒滤层及内层的第二无纺布层的端部呈封闭式固定在第二支座上，第二过滤套管的外层的第二无纺布层贯穿第二支座与第二支座相连接。进一步的，所述第一过滤套管和第二过滤套管的横截面均设置呈圆环状。进一步的，所述固定层设置为单层或多层结构的无纺布层。进一步的，相邻第二过滤套管的外端面相互贴合设置。进一步的，所述第一支座上设置有与第一过滤套管相适配的密封圈，第二支座上设置有与第二过滤套管相适配的密封圈。及一种如上所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：第一过滤套管的制备：将两层无纺布层卷绕制成圆筒状，在两层无纺布层中间填入活性炭；第二过滤套管的制备：将石墨烯银纳米颗粒喷涂在无纺布表面，烘干后再覆盖一层无纺布，卷绕制成圆筒状；将上述第一过滤套管嵌套入第二过滤套管中制成套管组件，连接到支撑座上，多个套管组件呈蜂窝状排列，最后用固定层将套管组件进行固定，制得滤芯。进一步的，所述第二过滤套管的制备过程中，石墨烯银纳米颗粒的喷涂方法为：首先将粘结剂PVA、PET加入纯水中搅拌均匀，然后加入石墨烯/银纳米颗粒复合材料进行搅拌，搅拌均匀后喷涂在无纺布表面；所述石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备方法包括如下工艺步骤：a、Hummers法制备氧化石墨烯材料：搅拌下向浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠的固体混合物；再分次加入高锰酸钾，控制反应温度不超过4℃，搅拌反应一段时间；然后缓慢升温保持温度35-40℃，继续搅拌一段时间；再缓慢加入去离子水，温度不超过70℃；然后升温至85℃，搅拌反应一段后，加入适量去离子水和双氧水，双氧水可还原残留的未反应的KMnO4，溶液变为亮黄色；趁热过滤，并用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根；最后将滤饼真空干燥，制得氧化石墨烯；b、取步骤a制得的氧化石墨烯，加入去离子水，配制成浓度0.1-1%的氧化石墨烯溶液，超声分散，将浓度为0.1-3mg/mL的AgNO3溶液加入到氧化石墨烯分散液中，避光搅拌使其混合均匀；然后在混合溶液中加入还原剂，搅拌反应30-180min，将反应液进行抽滤得到氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料滤饼，滤饼经真空干燥，制得氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料粉末；本步骤目的是使用化学还原法将Ag+还原，在氧化石墨烯表面原位附载银纳米颗粒，银纳米颗粒在氧化石墨烯表面结合牢固，可长期附载于氧化石墨烯表面，以此制备出氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料；所述还原剂采用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、葡萄糖、抗坏血酸中的至少一种；c、将步骤b中制得的氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料粉末置于坩埚中，在马弗炉中缓慢加热至200℃，保温30-60min，然后升温至700℃保温30-60min，自然冷却至室温制得石墨烯/银纳米颗粒复合材料。旨在将氧化石墨烯进行还原，从而制得石墨烯/银纳米颗粒复合材料。本专利技术的有益效果是：1.该车载空调滤芯不同于传统的空调滤芯采用波浪形结构增大过滤面积，而是设计一种新型的圆柱形复合套管蜂窝状结构来增加空气的过滤面积；该空调滤芯套管的直径可根据实际需求增大或者减小，套管长度可增长或者缩短加工制造，从而制备符合车型的空调滤芯；使得相同的体积下，过滤网与空气的接触面积增加，则该空调滤芯提供了更大的过滤面积，过滤效率高；2.在传统的车载空调滤芯的基础上增设了石墨烯银纳米颗粒滤层，该滤芯不但可以起到传统车载空调滤芯除尘、除花粉、微小颗粒物的作用，同时也可以对空气中的细菌、病毒有良好的隔离、去除效果，车外空气或者车内空气经过该滤芯过滤后，可有效降低空气中所含有的菌类，从而保证车内人员的人身安全；3.通过设置的由第一过滤套管和第二过滤套管配合二者之间的连接关系以及空气流道的设置，能够在出风风道内形成附壁旋流的效果，大大加大了空气的流通速度，提高过滤效果，满足车载空调空气通量的要求；4.所采用的石墨烯银纳米颗粒滤层主体采用石墨烯/银纳米颗粒复合材料，石墨烯具有很大的比表面积，具有良好的吸附性，可对微观细小颗粒进行吸附，从而可提高对从车外进入车内空气的除尘效果，可有效降低PM2.5进入车内空气循环系统；负载在石墨烯表面的银纳米颗粒具有除菌、抗菌的功能，配合石墨烯的强吸附性，二者协同作用能够大大提高材料在过滤空气的同时杀菌抑菌的效果；同时，采用该种工艺方法制得的复合材料，纳米银颗粒与石墨烯的结合力较强，使得纳米银颗粒能够长期附载于石墨烯表面，具有长期抗菌功能，大大提高该滤芯的抑菌时效，延长其使用寿命；应用于车载空调滤芯，不仅能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，包括支撑座（1）、固定层（3）及多个套管组件（2），所述支撑座（1）包括第一支座（11）和第二支座（12），多个套管组件（2）均匀设置在第一支座（11）和第二支座（12）之间，套管组件（2）两端分别与第一支座（11）和第二支座（12）相连接，所述固定层（3）连接在第一支座（11）和第二支座（12）之间，固定层（3）包覆在多个套管组件（2）的外侧；/n所述套管组件（2）包括/n第一过滤套管（21），由依次设置的第一无纺布层（211）、活性炭滤层（212）、第一无纺布层（211）组成，活性炭滤层（212）夹设在两层第一无纺布层（211）之间，/n第二过滤套管（22），套设在第一过滤套管（21）外部，其内壁与第一过滤套管（21）外壁之间留有预设距离，由依次设置的第二无纺布层（221）、石墨烯银纳米颗粒滤层（222）、第二无纺布层（221）组成，石墨烯银纳米颗粒滤层（222）夹设在两层第二无纺布层（221）之间；/n所述第一支座（11）的外端作为进风端（4），第一过滤套管（21）的芯部作为进风风道（6）与进风端（4）相连通，第二支座（12）的外端作为出风端（5），相邻第二过滤套管（22）之间形成的空隙作为出风风道（7）与出风端（5）相连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，包括支撑座（1）、固定层（3）及多个套管组件（2），所述支撑座（1）包括第一支座（11）和第二支座（12），多个套管组件（2）均匀设置在第一支座（11）和第二支座（12）之间，套管组件（2）两端分别与第一支座（11）和第二支座（12）相连接，所述固定层（3）连接在第一支座（11）和第二支座（12）之间，固定层（3）包覆在多个套管组件（2）的外侧；
所述套管组件（2）包括
第一过滤套管（21），由依次设置的第一无纺布层（211）、活性炭滤层（212）、第一无纺布层（211）组成，活性炭滤层（212）夹设在两层第一无纺布层（211）之间，
第二过滤套管（22），套设在第一过滤套管（21）外部，其内壁与第一过滤套管（21）外壁之间留有预设距离，由依次设置的第二无纺布层（221）、石墨烯银纳米颗粒滤层（222）、第二无纺布层（221）组成，石墨烯银纳米颗粒滤层（222）夹设在两层第二无纺布层（221）之间；
所述第一支座（11）的外端作为进风端（4），第一过滤套管（21）的芯部作为进风风道（6）与进风端（4）相连通，第二支座（12）的外端作为出风端（5），相邻第二过滤套管（22）之间形成的空隙作为出风风道（7）与出风端（5）相连通。


2.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一支座（11）和第二支座（12）的内端设置有用于固定套管组件（2）的卡座。


3.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一过滤套管（21）贯穿第一支座（11）与第一支座（11）相连接。


4.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第二过滤套管（22）的石墨烯银纳米颗粒滤层（222）及内层的第二无纺布层（221）的端部呈封闭式固定在第二支座（12）上，第二过滤套管（22）的外层的第二无纺布层（221）贯穿第二支座（12）与第二支座（12）相连接。


5.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述第一过滤套管（21）和第二过滤套管（22）的横截面均设置呈圆环状。


6.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，所述固定层（3）设置为单层或多层结构的无纺布层。


7.根据权利要求1所述的车载空调用除菌抗菌石墨烯滤芯，其特征在于，相邻第二过滤套管（22）的外端面相互贴合设置。

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，刘同浩，路广，任晓弟，韩卫，
申请(专利权)人：山东金利特新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37