【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滤芯，具体涉及一种抗菌过滤材料、抗菌过滤组合物及其制备方法和其在制备滤芯中的应用。
技术介绍
1、现有的滤芯一般采用下述技术进行抗菌和过滤：①以银离子或铜离子(ag+，cu2+)为代表的负载型(如多孔分子筛)无机系材料抗菌技术，代表性产品与技术为agion公司的ag+或cu2+交换的沸石材料水浆溶液以及purafil公司ag+/cu2+涂层纤维丝复合滤材；②以精油为代表的天然植物提取物生物抗菌技术，代表性产品为freudenberg filtration公司柠檬酸植物提取物浸渍的无纺布滤芯；③以有机胺、含氯氧化物为代表的有机系化合物技术；④以hepa滤材为代表的机械过滤技术；⑤紫外灯(uv)杀菌技术。
2、在现实应用环境中，温度湿度随季节更替高低多变、极端潮湿环境，空气流动速度较快和颗粒物(灰尘)不断累积的条件下，天然提取物(如柠檬酸、多酚等)抗菌材料杀菌效率低，耐热性较差，不能够长期持久保持高效率，并且提取提纯工艺相对复杂。
3、以ag+为代表材料具有最强杀菌能力，但微米级ag+复合材料(>1um)无法长时间保持高水平。ag用量较高(>0.5wt.％)不够经济环保。杀菌浆料与纤维基底结合不够紧密，在高风速条件下易脱落。有机抗菌剂耐热性较差、毒性大，可使病原微生物产生耐药性。与纤维基底材料结合不够均匀，影响高效率。以tio2为代表的无机杀菌材料通常需要紫外光激活才可以具备杀菌能力
4、鉴于此，提出本申请。
技术实现思路
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、为实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种抗菌过滤材料，其为负载cu纳米粒子和ag纳米粒子的二氧化钛，所述抗菌过滤材料含有氧空位和ti3+活性位点。
4、作为本申请的实施方案，所述cu纳米粒子、ag纳米粒子、二氧化钛的质量比为(0.1～0.5)：(0.1～0.5)：(99～99.8)。
5、作为本申请的实施方案，所述氧空位占所述抗菌过滤材料的5～20％，优选为8.5～20％，更优选为10～20％。
6、作为本申请的实施方案，所述cu纳米粒子的平均粒径≤2nm；和/或
7、所述ag纳米粒子的平均粒径≤2nm。
8、作为本申请的实施方案，所述抗菌过滤材料的比表面积为50～200m2/g，平均粒径为15～25nm。
9、本申请的第二方面提供了一种抗菌过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
10、将二氧化钛分散于溶剂中，铜盐、银盐，搅拌均匀，干燥，在惰性气体或还原性气体下进行热处理，得到抗菌过滤材料。
11、作为，所述二氧化钛的平均粒径为15～25nm；和/或
12、所述二氧化钛的比表面积为50～200m2/g。
13、作为本申请的实施方案，满足如下(a)～(c)中的至少一项：
14、(a)所述铜盐包括硝酸铜、硫酸铜、氯化铜、醋酸铜中的至少一种；
15、(b)所述银盐包括硝酸银、硫酸银、氯化银、碳酸银中的至少一种；
16、(c)所述溶剂包括水、丙酮、乙醇、甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、环丁砜、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、硝酸亚乙基酯、碳酸乙二酯、1,4-丁内酯、二甲基乙酰胺中的至少一种。
17、作为本申请的实施方案，所述二氧化钛、铜盐、银盐的质量比为(95～99.8)：(x1×y1/63.5)：(x2×y2/108)；
18、其中，x1＝(0.1～0.5)，y1为铜盐的相对原子质量；
19、x2＝(0.1～0.5)，y2为银盐的相对原子质量。
20、作为本申请的实施方案，所述惰性气体包括氮气、氦气中的至少一种，所述惰性气体的流速为0.1～1m/s；和/或
21、所述还原性气体包括氢气与惰性气体混合气，所述氢气和惰性气体的体积比为(2～10)：(90～98)，所述还原性气体的流速为0.1～1m/s。
22、作为本申请的实施方案，所述热处理温度为180～220℃，热处理时间为1～5h。
23、本申请的第三方面提供了一种抗菌过滤组合物，包括以下重量份的组分：10～30份抗菌过滤材料、1～3份纤维素、5～20份蜂蜜原浆、2～10份聚丙烯酸、37～82份水；
24、所述抗菌过滤材料为上述所述的抗菌过滤材料。
25、本申请的第四方面提供了一种抗菌过滤组合物的制备方法，包括以下步骤：
26、将抗菌过滤材料分散于水中，加入纤维素、蜂蜜原浆、聚丙烯酸，搅拌均匀，得到抗菌过滤组合物。
27、本申请的第五方面提供了一种抗菌过滤组合物在制备滤芯中的应用，所述滤芯包括空调滤芯、汽车滤芯、空气滤芯或过滤器滤芯。
28、本申请的第六方面提供了一种滤芯，包括基底层和位于基底层至少一个表面的抗菌过滤层，所述抗菌过滤层采用上述所述的抗菌过滤组合物制备而成。
29、作为本申请的实施方案，所述基底层为微玻璃纤维棉。
30、本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的抗菌过滤材料含有氧空位和ti3+活性位点，并负载了cu纳米粒子和ag纳米粒子，所述的氧空位缺陷和双金属之间具有协调效应，氧空位的存在可以有效地持续地激活水分子和氧气分子而产生自由基和活性氧物种，cu纳米粒子和ag纳米粒子，除了自身协调杀菌杀毒效应外，还可以有利于电子转移而激活氧分子产生活性氧物种。这样在实际应用条件下原位产生便可以源源不断地起到高效抑菌杀毒作用，具有优异的抗菌效果和过滤效果。天然蜂蜜原浆和纤维素不仅作为粘结剂固定cuag/tio2无机材料，而且自身也具有抗菌效率。
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1.一种抗菌过滤材料，其特征在于，其为负载Cu纳米粒子和Ag纳米粒子的二氧化钛，所述抗菌过滤材料含有氧空位和Ti3+活性位点。
2.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述Cu纳米粒子、Ag纳米粒子、二氧化钛的质量比为(0.1～0.5)：(0.1～0.5)：(99～99.8)。
3.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述氧空位占所述抗菌过滤材料的5～20％，优选为8.5～20％。
4.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述Cu纳米粒子的平均粒径≤2nm；和/或
5.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述抗菌过滤材料的比表面积为50～200m2/g，平均粒径为15～25nm。
6.权利要求1～5任一所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛的平均粒径为15～25nm；和/或
8.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，满足如下(a)～(c)中的至少一项
9.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛、铜盐、银盐的质量比为(95～99.8)：(x1×y1/63.5)：(x2×y2/108)；
10.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氦气中的至少一种，所述惰性气体的流速为0.1～1m/s；和/或
11.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述热处理温度为180～220℃，热处理时间为1～5h。
12.一种抗菌过滤组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：10～30份抗菌过滤材料、1～3份纤维素、5～20份蜂蜜原浆、2～10份聚丙烯酸、37～82份水；
13.权利要求12所述的抗菌过滤组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
14.权利要求12所述的抗菌过滤组合物在制备滤芯中的应用，其特征在于，所述滤芯包括空调滤芯、汽车滤芯、空气滤芯或过滤器滤芯。
15.一种滤芯，其特征在于，包括基底层和位于基底层至少一个表面的抗菌过滤层，所述抗菌过滤层采用权利要求12所述的抗菌过滤组合物制备而成。
16.根据权利要求15所述的滤芯，其特征在于，所述基底层为微玻璃纤维棉。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌过滤材料，其特征在于，其为负载cu纳米粒子和ag纳米粒子的二氧化钛，所述抗菌过滤材料含有氧空位和ti3+活性位点。
2.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述cu纳米粒子、ag纳米粒子、二氧化钛的质量比为(0.1～0.5)：(0.1～0.5)：(99～99.8)。
3.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述氧空位占所述抗菌过滤材料的5～20％，优选为8.5～20％。
4.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述cu纳米粒子的平均粒径≤2nm；和/或
5.根据权利要求1所述的抗菌过滤材料，其特征在于，所述抗菌过滤材料的比表面积为50～200m2/g，平均粒径为15～25nm。
6.权利要求1～5任一所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛的平均粒径为15～25nm；和/或
8.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备方法，其特征在于，满足如下(a)～(c)中的至少一项：
9.根据权利要求6所述的抗菌过滤材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：张武，
申请(专利权)人：东莞市艾尔佳过滤器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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