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高效低阻空气过滤材料

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登记号:G20190005

所属行业:水利、环境和公共设施管理业

学科分类:大气污染防治工程;

关键词: 静电纺丝 纳米纤维膜 高效低阻 空气滤材

绿色分类:大气污染治理;

  • 基本信息
成果名称: 高效低阻空气过滤材料
成果登记号: G20190005 学科分类: 大气污染防治工程;
绿色分类: 大气污染治理; 项目关键词: 静电纺丝  纳米纤维膜  高效低阻  空气滤材  
推荐单位:

中国科学院城市环境研究所

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 都可 成果所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

主要介绍以下方面:

一、项目简介(简要介绍项目基本情况)

当前我国环境污染形势严峻,室内环境污染问题日益突出。然而,据调查,城市居民每天在室内的时间长达21.53小时,占全天时间的90%,室内空气环境成为人们接触最频繁、关系最紧密的大气环境,室内空气质量的优劣直接影响着人们的身体健康、生活与工作质量。世界卫生组织有关资料显示,全球每年因空气污染导致的过早死亡人数高达700万。

室内空气污染物可分为固体污染物和气态污染物。其中,固体污染物以悬浮在空气中的空气动力学直径小于或等于2.5微米的固体细颗粒物(PM2.5)为主;气态污染物包括甲醛、苯及其苯系物等挥发性有机气态污染物(TVOCs)和二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、氨气(NH3)和氡气(Rn)等无机气态污染物。目前,室内空气环境净化的最有效手段是采用空气净化设备。但是我国空气净化设备产业与发达国家相比在标准工艺、技术设计等方面还有较大差距,高端空气净化设备和过滤材料大量依赖进口。

国内外室内空气净化技术有细颗粒物过滤技术、静电除尘技术、气态污染物吸附和催化降解技术、低温等离子体技术和光催化技术等。这些技术虽有不错的净化效果,但亦存在不足。例如,传统过滤技术多采用熔喷纤维膜,其纤维直径较粗、孔隙较大,不仅过滤超细颗粒物(PM1.0)的效果较差,且易产生过滤网孔堵塞、气体流阻增加过快、滤网使用寿命短等问题。电除尘技术和等离子体催化技术虽具有较高的净化效率,但其设备体积大、成本高,且有产生一氧化碳(CO)、臭氧(O3)和氮氧化物(NOx)等有害气体的潜在风险,需进一步增加后处理设施,阻碍了其广泛应用。光催化技术目前仍需紫外光作为激发光源,对可见光利用效率低。

基于室内空气净化材料、设备与技术的现状考究,在过滤材料中添加纳米纤维以提供更精密的过滤效果,在过滤模块中引入常温催化降解甲醛和臭氧的技术,提高活性炭等吸附材料对气态污染物的吸附能力,将是未来室内空气净化技术发展的主流方向,也是本项目团队开展科研工作的主要方向。

二、合作内容

(一)涉及到的主要相关技术简介(主要介绍本项目所涉及到的主要技术内容、以及需要配套的其他技术)

①颗粒污染物净化材料及产业化技术

该技术主要涉及空气中颗粒污染物净化新材料与新技术研发、新材料量化生产工艺确定与优化,以及颗粒物过滤模块生产开发等内容。项目团队在该领域已有较好的技术储备,并正在搭建相应的产业化平台。目前项目团队已研发多种过滤等级的高效低阻空气PM2.5过滤用纳米纤维膜,并实现该类过滤材料的批量化生产,年产可达100万平方米以上,已成功应用于个人PM2.5防护口罩、室内空气净化器和车载净化器中。

颗粒污染物净化材料及产业化技术配套内容包括:配备各种小型高压静电纺丝机用于新材料的研制;构建中试高压静电纺丝机,用于微纳米复合纤维的批量化生产工艺研制;配备相关过滤材料物化特征及过滤性能检测仪器;搭建一套完整的高效低阻空气滤网生产示范线,用于高效低阻滤材的生产与复合加工、滤材的折叠点胶、加框制备滤网等工序优化研究。该项技术可以为企业开展微纳米复合纳米纤维新材料的研究,微纳米复合纤维小批量化生产工艺开发,以及匹配的空气滤网生产工艺参数优化等工作。

②空气净化材料与设备的标准化检测实验室

室内空气净化新材料、新技术与新装备的研发离不开标准化检测,因此建设空气净化材料与设备的标准化检测实验室对于室内空气净化技术的开发具有重要意义。标准化检测实验室将主要用于评估空气净化新材料的性能,如微纳米复合纤维膜对颗粒物的过滤去除性能;另一方面,标准化检测实验室将用于空气过滤网组件和空气净化设备整机性能评测,如用于空气净化器CADR值、CCM值和噪声值等的测试。该实验室即可用于空气净化组件与设备的研发,也可用于提供第三方的检测服务。

该标准化检测实验室根据《空气净化器》最新的国家标准(GB/T 18801-2015)进行建设,主要的检测实验仪器设备有:30 m3试验舱、3 m3试验舱、烟雾发生器、甲醛污染物发生器、甲苯污染物发生器、激光气溶胶粒径谱仪、颗粒物质量浓度测试仪、气态污染物浓度测试仪、恒流气体采样器、气溶胶稀释器、电参数测试仪、臭氧浓度测试仪、紫外分光光度计、气相色谱仪等。

(二)拟合作区域及合作对象(主要说明该项目希望合作的区域及承接对象)

合作区域:不限;

承接对象:国内室内空气净化相关企业。

(三)拟合作模式(简要介绍项目未来的商业模式,以及希望开展的合作模式)

商业模式:可为国内室内空气净化相关企业提供室内空气净化新材料、新技术、新装备的研发提供技术支持,为其相关产品的性能评价提供检测服务。

合作模式:成立研发中心,项目合作,资助产业化平台等

三、合作案例(如已经有示范、应用等,可提供)

研究组与福建省贝思达环保投资有限公司共建“环境技术产业化研发中心”,在“高效低阻防雾霾口罩”用纳米纤维复合膜的高压静电纺丝制备方法及其量化生产设备研制等方面开展了全方位的科技合作,已经孵化国家高新技术企业中科贝思达(厦门)环保科技股份有限公司。经过三年多发展,中科贝思达(厦门)环保科技股份有限公司已成为国内防霾口罩行业的技术领军型企业,开发的产品“高效低阻雾霾口罩”荣获中国纺织品工业联合会评选的“2017年度纺织十大创新产品”称号。“高效低阻防雾霾口罩”自2016年上市以来,已经累计销售约600万只。


姓名: 郑煜铭 性别:
出生日期: 2017-09-08 08:00:00.0 职务: 研究员
国籍(地区): 中国 联系地址: 福建省厦门市集美区集美大道1799号
电子邮件: ymzheng@iue.ac.cn
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