本發(fā)明涉及一種除塵濾料的制備方法，特別是涉及一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，屬于高溫?zé)煔獬龎m技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入重化工時(shí)代，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，尤其是工業(yè)排放的pm2.5可吸入微細(xì)顆粒物對(duì)人健康影響最大，它對(duì)人類的呼吸系統(tǒng)、免疫功能、心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)等造成嚴(yán)重的危害，因此，減少pm2.5微細(xì)粒子的排放，對(duì)保護(hù)環(huán)境、保障人們的身心健康至關(guān)重要。
通常情況下，常規(guī)濾料主要依靠布朗擴(kuò)散、截留、慣性碰撞、重力沉降等物理機(jī)械阻擋作用來過濾空氣中的微粒，因此其對(duì)粒徑較小特別是粒徑小于5μm的粒子過濾效果不理想，普通過濾材料為達(dá)到較高過濾效率，通常會(huì)降低過濾材料中的纖維直徑、增加克重或者將織物織得更加緊密，但是材料的過濾阻力卻大幅上升，增加了除塵器的設(shè)備阻力。
駐極處理使得過濾材料纖維帶有電荷，過濾材料經(jīng)駐極處理后，其過濾機(jī)理不僅包括除原有的普通攔截作用外，還包含靜電吸附作用，使得在不增加通氣阻力的情況下，過濾材料的過濾效率得到顯著增強(qiáng)，目前，國內(nèi)外雖然已有駐極體材料相關(guān)的專利報(bào)導(dǎo)，該駐極體材料主要采用熔噴材料經(jīng)電暈放電等方式駐極而成，但是，這些駐極體材料只適用于空氣凈化、水處理等一次性用品，不適合反復(fù)使用，國內(nèi)雖有將電氣石負(fù)載在濾料上的專利報(bào)導(dǎo)，但是，該專利所用電氣石沒有經(jīng)過處理，這樣會(huì)使濾料在使用一段時(shí)間后，不易清灰，濾料阻力增加，從而使得設(shè)備阻力增大，影響濾袋的使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是為了提供一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，通過電氣石預(yù)處理，使得制備的除塵濾料不僅具有極強(qiáng)的駐極性能，可以捕集細(xì)小粉塵，提高粉塵過濾效率，清灰更徹底，可以提高粉塵剝離率，降低設(shè)備阻力。
本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達(dá)到：
一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，所述除塵濾料是通過采用無機(jī)納米分散和乳液復(fù)合制得納米電氣石雜化乳液，并采用浸漬和烘燥的方式將納米電氣石雜化乳液負(fù)載在濾料上，所述除塵濾料的制備方法包括如下步驟：
步驟1：納米電氣石粉末熱處理，稱取一定量的納米電氣石粉末，置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理；
步驟2：稱取六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉，加入水，置于攪拌器中加熱攪拌；
步驟3：稱取納米電氣石粉末，加入水，機(jī)械攪拌，再超聲分散，加入ptfe乳液，機(jī)械攪拌；
步驟4：待步驟2中的六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉完全溶解后，加入到步驟3中的納米電氣石粉末與ptfe乳液的混和溶液中，機(jī)械攪拌，再超聲分散，得到分散均勻且穩(wěn)定的納米電氣石處理液；
步驟5：將濾料試樣完全浸漬在步驟4所得的納米電氣石處理液中，軋去多余液體，然后放置于烘箱中烘焙，得納米電氣石濾料；
步驟6：將步驟5所得到的納米電氣石濾料采用電暈充電的方式進(jìn)行駐極極化，儲(chǔ)存電荷，得到性能穩(wěn)定的納米電氣石駐極體除塵濾料。
優(yōu)選的方案是，所述步驟1中，熱處理的條件為在700～800℃下加熱24～48h。
進(jìn)一步的，所述步驟2中，按重量份數(shù)計(jì)，稱取1～5份六偏磷酸鈉，1～5份聚丙烯酸鈉，加入10～30份水，置于攪拌器中加熱攪拌，攪拌時(shí)間10～20min。
進(jìn)一步的，所述步驟3中，按重量份數(shù)計(jì)，稱取1～5份納米電氣石粉末，加入60～70份水，機(jī)械攪拌3～5min，再超聲分散10～20min，加入5～10份ptfe乳液，機(jī)械攪拌5～10min。
進(jìn)一步的，所述步驟4中，待步驟2中的六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉完全溶解后，加入到步驟3中的納米電氣石粉末與ptfe乳液的混和溶液中，機(jī)械攪拌5～10min，再超聲分散10～20min，得到分散均勻且穩(wěn)定的納米電氣石處理液。
進(jìn)一步的，所述步驟5中，將濾料試樣完全浸漬在步驟4所得的納米電氣石處理液中，浸漬時(shí)間為0.5～1.5min，浴比為10～20：1，軋去多余液體，軋余率為60～80％，然后放置于烘箱中烘焙，烘焙溫度為150～260℃，烘焙時(shí)間為5～10min，得納米電氣石濾料。
進(jìn)一步的，所述步驟3中加入的ptfe乳液為不含表面活性劑的ptfe乳液。
進(jìn)一步的，所述步驟6中，所述納米電氣石濾料的電暈充電條件為：加壓電壓為10kv，加壓時(shí)間為5～15min，所述納米電氣石濾料的表面距針電極的距離為5～10cm。
進(jìn)一步的，所述濾料試樣的材質(zhì)為：由滌綸濾料、pps濾料、聚酰亞胺濾料、ptfe濾料中的一種或多種合成而成的纖維濾料。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果：按照本發(fā)明的納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，本發(fā)明提供的納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，利用電氣石自發(fā)電荷的特性，利用靜電吸附作用，用于對(duì)煙塵中的粉塵進(jìn)行吸附，提高粉塵過濾效率，利用電氣石的熱釋電性，對(duì)納米電氣石雜化乳液進(jìn)行熱處理，一方面熱處理可以促進(jìn)納米電氣石雜化乳液中的fe2+的氧化，fe3+含量增加，有利于電氣石晶胞體積的收縮，可以提高電氣石熱釋電系數(shù)，增強(qiáng)電極性，使電氣石表面自由能也增加，從而有利于濾料的駐極，提高濾料的荷電量，在實(shí)際工況中可提高對(duì)微細(xì)粉塵的捕集；另一方面，由于濾料的長期使用溫度是在150～260℃之間，當(dāng)濾袋在脈沖清灰時(shí)，濾袋內(nèi)的溫度會(huì)急劇下降，由于我們對(duì)電氣石進(jìn)行過熱處理，在溫度下降時(shí)，電氣石表面的極性會(huì)發(fā)生變化，恰好可以使濾袋表面的粉塵因同性電荷相斥而脫離濾袋表面，落入除塵器箱底，從而提高濾料粉塵剝離率，有利于清灰，延長所述除塵濾料的使用壽命，確保所述除塵濾料兼具高孔隙率和低微孔孔徑的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)pm2.5等微細(xì)粉塵的高效截留，增加煙氣經(jīng)過濾后的流動(dòng)性，降低濾料的過濾阻力，減少除塵器運(yùn)行能耗。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚和明確本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1：
本實(shí)施1提供的一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，所述除塵濾料是通過采用無機(jī)納米分散和乳液復(fù)合制得納米電氣石雜化乳液，并采用浸漬和烘燥的方式將納米電氣石雜化乳液負(fù)載在濾料上，所述除塵濾料的制備方法包括如下步驟：
步驟1：納米電氣石粉末熱處理，稱取一定量的納米電氣石粉末，置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理的條件為在700℃下加熱24h；
步驟2：按重量份數(shù)計(jì)，稱取1份六偏磷酸鈉，1份聚丙烯酸鈉，加入10份水，置于攪拌器中加熱攪拌，攪拌時(shí)間15min；
步驟3：按重量份數(shù)計(jì)，稱取1份納米電氣石粉末，加入70份水，機(jī)械攪拌5min，再超聲分散15min，加入10份ptfe乳液，機(jī)械攪拌10min；
步驟4：待步驟2中的六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉完全溶解后，加入到步驟3中的納米電氣石粉末與ptfe乳液的混和溶液中，機(jī)械攪拌10min，再超聲分散15min，得到分散均勻且穩(wěn)定的納米電氣石處理液；
步驟5：將濾料試樣完全浸漬在步驟4所得的納米電氣石處理液中，浸漬時(shí)間為1min，浴比為15：1，軋去多余液體，軋余率為70％，然后放置于烘箱中烘焙，烘焙溫度為200℃，烘焙時(shí)間為5min，得納米電氣石濾料；
步驟6：將步驟5所得到的納米電氣石濾料采用電暈充電的方式進(jìn)行駐極極化，儲(chǔ)存電荷，得到性能穩(wěn)定的納米電氣石駐極體除塵濾料。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例1中，所述步驟3中加入的ptfe乳液為不含表面活性劑的ptfe乳液。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例1中，所述步驟6中，所述納米電氣石濾料的電暈充電條件為：加壓電壓為10kv，加壓時(shí)間為10min，所述納米電氣石濾料的表面距針電極的距離為6cm。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例1中，所述濾料試樣的材質(zhì)為：由滌綸濾料、pps濾料、聚酰亞胺濾料、ptfe濾料中的一種或多種合成而成的纖維濾料。
實(shí)施例2：
本實(shí)施2提供的一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，所述除塵濾料是通過采用無機(jī)納米分散和乳液復(fù)合制得納米電氣石雜化乳液，并采用浸漬和烘燥的方式將納米電氣石雜化乳液負(fù)載在濾料上，所述除塵濾料的制備方法包括如下步驟：
步驟1：納米電氣石粉末熱處理，稱取一定量的納米電氣石粉末，置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理的條件為在750℃下加熱36h；
步驟2：按重量份數(shù)計(jì)，稱取3份六偏磷酸鈉，3份聚丙烯酸鈉，加入20份水，置于攪拌器中加熱攪拌，攪拌時(shí)間15min；
步驟3：按重量份數(shù)計(jì)，稱取2份納米電氣石粉末，加入70份水，機(jī)械攪拌5min，再超聲分散15min，加入10份ptfe乳液，機(jī)械攪拌10min；
步驟4：待步驟2中的六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉完全溶解后，加入到步驟3中的納米電氣石粉末與ptfe乳液的混和溶液中，機(jī)械攪拌10min，再超聲分散15min，得到分散均勻且穩(wěn)定的納米電氣石處理液；
步驟5：將濾料試樣完全浸漬在步驟4所得的納米電氣石處理液中，浸漬時(shí)間為1min，浴比為15：1，軋去多余液體，軋余率為70％，然后放置于烘箱中烘焙，烘焙溫度為200℃，烘焙時(shí)間為5min，得納米電氣石濾料；
步驟6：將步驟5所得到的納米電氣石濾料采用電暈充電的方式進(jìn)行駐極極化，儲(chǔ)存電荷，得到性能穩(wěn)定的納米電氣石駐極體除塵濾料。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例2中，所述步驟3中加入的ptfe乳液為不含表面活性劑的ptfe乳液。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例2中，所述步驟6中，所述納米電氣石濾料的電暈充電條件為：加壓電壓為10kv，加壓時(shí)間為5min，所述納米電氣石濾料的表面距針電極的距離為8cm。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例2中，所述濾料試樣的材質(zhì)為：由滌綸濾料、pps濾料、聚酰亞胺濾料、ptfe濾料中的一種或多種合成而成的纖維濾料。
實(shí)施例3：
本實(shí)施3提供的一種納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，所述除塵濾料是通過采用無機(jī)納米分散和乳液復(fù)合制得納米電氣石雜化乳液，并采用浸漬和烘燥的方式將納米電氣石雜化乳液負(fù)載在濾料上，所述除塵濾料的制備方法包括如下步驟：
步驟1：納米電氣石粉末熱處理，稱取一定量的納米電氣石粉末，置于馬弗爐中進(jìn)行熱處理，熱處理的條件為在800℃下加熱48h；
步驟2：按重量份數(shù)計(jì)，稱取5份六偏磷酸鈉，5份聚丙烯酸鈉，加入30份水，置于攪拌器中加熱攪拌，攪拌時(shí)間20min；
步驟3：按重量份數(shù)計(jì)，稱取3份納米電氣石粉末，加入70份水，機(jī)械攪拌5min，再超聲分散15min，加入10份ptfe乳液，機(jī)械攪拌10min；
步驟4：待步驟2中的六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉完全溶解后，加入到步驟3中的納米電氣石粉末與ptfe乳液的混和溶液中，機(jī)械攪拌10min，再超聲分散15min，得到分散均勻且穩(wěn)定的納米電氣石處理液；
步驟5：將濾料試樣完全浸漬在步驟4所得的納米電氣石處理液中，浸漬時(shí)間為1min，浴比為15：1，軋去多余液體，軋余率為70％，然后放置于烘箱中烘焙，烘焙溫度為200℃，烘焙時(shí)間為5min，得納米電氣石濾料；
步驟6：將步驟5所得到的納米電氣石濾料采用電暈充電的方式進(jìn)行駐極極化，儲(chǔ)存電荷，得到性能穩(wěn)定的納米電氣石駐極體除塵濾料。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例3中，所述步驟3中加入的ptfe乳液為不含表面活性劑的ptfe乳液。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例3中，所述步驟6中，所述納米電氣石濾料的電暈充電條件為：加壓電壓為10kv，加壓時(shí)間為15min，所述納米電氣石濾料的表面距針電極的距離為5cm。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例3中，所述濾料試樣的材質(zhì)為：由滌綸濾料、pps濾料、聚酰亞胺濾料、ptfe濾料中的一種或多種合成而成的纖維濾料。
綜上所述，在本實(shí)施例中，按照本實(shí)施例的納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，本實(shí)施例提供的納米電氣石改性除塵濾料的制備方法，利用電氣石自發(fā)電荷的特性，利用靜電吸附作用，用于對(duì)煙塵中的粉塵進(jìn)行吸附，提高粉塵過濾效率，利用電氣石的熱釋電性，對(duì)納米電氣石雜化乳液進(jìn)行熱處理，一方面熱處理可以促進(jìn)納米電氣石雜化乳液中的fe2+的氧化，fe3+含量增加，有利于電氣石晶胞體積的收縮，可以提高電氣石熱釋電系數(shù)，增強(qiáng)電極性，使電氣石表面自由能也增加，從而有利于濾料的駐極，提高濾料的荷電量，在實(shí)際工況中可提高對(duì)微細(xì)粉塵的捕集；另一方面，由于濾料的長期使用溫度是在150～260℃之間，當(dāng)濾袋在脈沖清灰時(shí)，濾袋內(nèi)的溫度會(huì)急劇下降，由于我們對(duì)電氣石進(jìn)行過熱處理，在溫度下降時(shí)，電氣石表面的極性會(huì)發(fā)生變化，恰好可以使濾袋表面的粉塵因同性電荷相斥而脫離濾袋表面，落入除塵器箱底，從而提高濾料粉塵剝離率，有利于清灰，延長所述除塵濾料的使用壽命，確保所述除塵濾料兼具高孔隙率和低微孔孔徑的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)pm2.5等微細(xì)粉塵的高效截留，增加煙氣經(jīng)過濾后的流動(dòng)性，降低濾料的過濾阻力，減少除塵器運(yùn)行能耗。
以上所述，僅為本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。