本發(fā)明涉及如何分離空氣污染物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體過濾材料及其制作方法和一種氣體過濾設(shè)備。

背景技術(shù)：

霧霾是指各種源排放的污染物，氣體和顆粒物，在特定的大氣流場條件下，經(jīng)過一系列物理化學(xué)過程形成的細(xì)粒子。這些細(xì)粒子在白天與水汽相互作用導(dǎo)致大氣消光，形成霧霾現(xiàn)象。霧霾中涉及到的顆粒物，一般指粒徑介于0.01～100微米的粒子，pm2.5是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或者等于2.5微米的大氣顆粒物的總稱，學(xué)名為大氣細(xì)粒子，直接排放導(dǎo)致的pm2.5比較少，一般以排放源一次排放的氣體通過物理和光化學(xué)過程生成的二次粒子為主。對京津冀地區(qū)的pm2.5排放源進(jìn)行分析，燃煤，機(jī)動(dòng)車尾氣，餐飲油煙，工業(yè)空污排放等是pm2.5產(chǎn)生的主因。pm2.5顆粒的比表面積較大，其表面容易附著各種污染物，不利于人體健康。

有研究學(xué)者稱，在北京地區(qū)大量的機(jī)動(dòng)車排放是造成氮氧化物nox大氣濃度上升的原因，也是硝酸鹽同步上升的原因之一。白天生成的硝酸鹽夜間在硫酸鹽的作用下向致癌物亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化。另有研究學(xué)者稱，農(nóng)業(yè)種植過量使用尿素碳酰胺，尿素在土壤中分解成為氨氮，氨氮再轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化成硝酸鹽等。夏天土壤溫度高，在微生物作用下，尿素在5-34小時(shí)轉(zhuǎn)化成氨氮，在數(shù)天時(shí)間內(nèi)，氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并繼續(xù)轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。冬天溫度低，許多微生物都休眠，尿素轉(zhuǎn)化成氨氮，氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，但亞硝酸鹽在低溫時(shí)轉(zhuǎn)化成硝酸鹽非常緩慢，一般要?dú)v經(jīng)數(shù)星期甚至2-3個(gè)月時(shí)間。因此，冬天土壤里會(huì)囤積大量的亞硝酸鹽。此外，亞硝酸鹽和硝酸鹽另一個(gè)來源是農(nóng)作物在耕地里的腐壞，微生物將腐壞的農(nóng)作物自硝酸鹽轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鹽。

白天日照后，部分氨離子，亞硝酸根，硝酸根和水一起蒸發(fā)或氣化，吸附在微小水珠及顆粒物的表面上。人體若從消化系統(tǒng)吸入亞硝煙根和硝煙根，自有一套機(jī)理排出體外。世衛(wèi)組織who認(rèn)為亞硝酸鹽若食用是可能的致癌物group2a。

pm2.5的顆粒物本身可以是氧化物、碳顆粒或塵土。雖然列為可入肺顆粒，會(huì)造成過敏和氣喘，但吸附在顆粒物表面上的亞硝酸根和其它污染物，多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘發(fā)物質(zhì)，危害極大。特別是冬季人體感冒容易誘發(fā)支氣管炎。

一般采用過濾的方式消除pm2.5顆粒，雖然傳統(tǒng)的過濾材料雖然可以用孔徑小的材料來過濾2.5微米顆粒物，但是，pm2.5的顆粒物上附著的亞硝酸根，硝酸根，硫酸根等可能被蒸發(fā)，這些污染物可以直接自顆粒物載體表面剝離蒸發(fā)，穿過傳統(tǒng)的過濾材料，pm2.5的顆粒物上附著的帶正電或負(fù)電的微生物菌等也可以穿過傳統(tǒng)的過濾材料，因此，提供一種怎樣的過濾方式或者過濾材料，使其既可以過濾微米級的pm2.5的顆粒物，又可以過濾pm2.5顆粒物表面附著的化學(xué)污染物、附著的帶正電或負(fù)電的微生物菌成為要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種氣體過濾材料及其制作方法和一種氣體過濾設(shè)備，使其既可以過濾微米級的pm2.5的顆粒物，又可以過濾pm2.5顆粒物表面附著的化學(xué)污染物、附著的帶正電或負(fù)電的微生物菌。

于是，本發(fā)明提供了一種氣體過濾材料，包括：具有吸水性的纖維、以及用于浸泡所述纖維并當(dāng)纖維干燥到預(yù)置濕度下保留在所述纖維上的溶液，該溶液為電解后的呈弱堿性的銅離子溶液。

其中，所述銅離子溶液中還可以添加酸，氯化氫或硫酸，以維持電解后其弱堿值，銅離子溶液主要成分包括氫氧化銅、碳酸銅、氫離子加水分子、氫氧離子加水分子。

所述溶液中的離子和水分子沿著所述纖維紋路形成串形區(qū)域或者在纖維上形成小塊區(qū)域，串形區(qū)域或者小塊區(qū)域包含有：cu(oh)2^.nh2o、cu(oh)^.nh2o、cuco3^.nh2o、h3o⁺、oh^-.h2o。

所述纖維為棉質(zhì)或棉質(zhì)和尼龍混紡。

本發(fā)明還提供了一種氣體過濾材料的制作方法，包括：

制備電解后呈弱堿性的銅離子溶液，并將具有吸水性的纖維浸泡到所述溶液中，取出所述纖維并將其干燥到預(yù)置濕度；

其中，所述電解后呈弱堿性的銅離子溶液的制備方法包括：

將銅材質(zhì)為主的兩根金屬管分別連接到電源的正極和負(fù)極，用水泵將水桶中的水輸送到兩根金屬管之間，之后使電解的水回流到水桶中，不斷往復(fù)，直至水桶中的銅離子溶液超過預(yù)置濃度值；

將所述水桶中的銅離子溶液調(diào)整成為弱堿性銅離子溶液。

其中，所述纖維在所述溶液中浸泡，溶液中的離子和水分子沿著纖維紋路形成串形區(qū)域或者在纖維上形成小塊區(qū)域，串形區(qū)域或者小塊區(qū)域包含有：cu(oh)2^.nh2o、cu(oh)^.nh2o、cuco3^.nh2o、h3o⁺、oh^-.h2o。

往所述銅離子溶液中添加酸，氯化氫或硫酸，將所述銅離子溶液調(diào)整成為弱堿性銅離子溶液。

所述纖維在所述溶液中浸泡，溶液中的離子和水分子沿著纖維紋路形成串形區(qū)域或者在纖維上形成小塊區(qū)域，其包含有：cu(oh)2^.nh2o、cu(oh)^.nh2o、cuco3^.nh2o、h3o⁺、oh^-.h2o。

本發(fā)明還提供了一種氣體過濾設(shè)備，由具有防護(hù)及保濕功能的塑料袋包饒，去掉塑料袋后，根據(jù)氣體過濾走向從外層到內(nèi)層依次包括：用于過濾氣體中粉塵及固形物的細(xì)目數(shù)材料的第一濾材、使用上述權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述過濾材料做成的第二濾材、及用于防護(hù)第二濾材表面物質(zhì)脫落的第三濾材。

本發(fā)明所述一種氣體過濾材料及其制作方法和一種氣體過濾設(shè)備，通過將具有吸水性的纖維浸泡到電解后呈弱堿性的銅離子溶液，并將浸泡后纖維干燥到預(yù)置濕度方式作成氣體過濾材料，使得該氣體過濾材料及使用該氣體過濾材料作出的氣體過濾設(shè)備不但能夠過濾微米級的pm2.5的顆粒物，而且可以過濾pm2.5顆粒物表面附著的化學(xué)污染物、附著的帶正電或負(fù)電的微生物菌。通過氣體過濾材料中的弱堿性銅離子溶液吸收過濾氣體中的帶正電價(jià)位和帶負(fù)電價(jià)位的化學(xué)物或者微生物菌，不但可以過濾氣體氣而且可以對氣體有抑菌作用，尤其霧霾天氣可以用來凈化空氣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述氣體過濾材料制作方法中所用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述氣體過濾設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一系統(tǒng)10用于電解金屬物以產(chǎn)生所需要的金屬離子溶液。金屬管11和金屬管12分別接電源13的正極和負(fù)極，金屬管11和12材料以銅為主。水桶14內(nèi)裝適量的清水，水泵15輸送水桶14內(nèi)的水，經(jīng)過金屬管11和金屬管12之間時(shí)被電解，然后流回到水桶14內(nèi)。如此不斷的電解循環(huán)作業(yè)使水桶14內(nèi)的銅離子溶液超過一濃度后，停止水泵15作業(yè)。在電解過程中，部分氫離子會(huì)形成氫氣流失使電解液逐漸偏堿。電解后的溶液調(diào)整成為弱堿性的銅離子溶液，例如添加酸，少許的氯化氫或硫酸，使水桶14內(nèi)溶液的ph值維持在弱堿值，優(yōu)選的范圍是7至8之間。此調(diào)整后的溶液顏色呈藍(lán)色，其主要成分有氫氧化銅、碳酸銅、氫離子加水分子、氫氧離子加水分子。碳酸銅的來源主要有：電解液中若有溶解的二氧化碳，經(jīng)電解后成為碳酸，或若電解液中有碳酸鈣經(jīng)電解后成為碳酸。若原始電解液里沒有碳酸，電解產(chǎn)生的氫氧化銅，部分會(huì)逐漸地和空氣的二氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)變成為碳酸銅。此調(diào)整后的溶液將成為生產(chǎn)氣體過濾材料的主要成分。

氣體過濾材料選擇為纖維，纖維本身可以是棉質(zhì)或棉質(zhì)和尼龍混紡，具有吸水性。纖維材料浸泡在上述的調(diào)整后的溶液中，纖維材料被染成藍(lán)色。取出后用風(fēng)吹干到此纖維材料保持在預(yù)置濕度，這里濕度是指纖維里的含水量，即，濕度值的定義是濕的染色纖維重量減去干燥的染色纖維重量，然后除以濕的染色纖維重量。若纖維吸水性強(qiáng)，濕度值可以在40-90%，比較適合此處過濾纖維材料的選擇。所以此纖維材料看起來像干的，摸起來是濕的。溶液內(nèi)的各種離子和水分子，他們沿著纖維的紋路成串地形成串形區(qū)域，或在纖維上形成小塊區(qū)域，串形區(qū)域或者小塊區(qū)域包括有：氫氧化銅(ii)加水分子cu(oh)2^.nh2o，氫氧化銅(i)加水分子cu(oh)^.nh2o，碳酸銅加水分子cuco3^.nh2o，氫離子加水分子h³o⁺，氫氧離子加水分子oh^-.h2o等。

以此浸泡處理過有濕度的纖維材料做為過濾材料，可以用來吸收過濾多種的帶正負(fù)電價(jià)位的化學(xué)物。例如，霧霾中含銨根正離子nh⁴⁺，進(jìn)入此過濾材料后，可以和氫氧根或碳酸根相反應(yīng)，形成氨氣和水；氨氣揮發(fā)掉而水被纖維吸收。若霧霾中含鈣離子或其它金屬離子，和此過濾材料上的氫氧離子相反應(yīng)，形成氫氧化物附著在其纖維上。若霧霾中含硫化氫，和此過濾材料相遇后，硫離子被氧化形成二氧化硫，被銅離子附著在纖維上，或直接以硫化銅方式吸附在纖維上。若霧霾中含硝酸根，硫酸根等，將和此過濾材料上的銅離子相反應(yīng)，形成硝酸銅和硫酸銅，吸附著在纖維上。若霧霾中含亞硝酸根，此過濾材料上的氫離子加水分子在和亞硝酸根接觸時(shí)，可把致癌物亞硝酸根轉(zhuǎn)換成硝酸根，然后被銅離子吸附成硝酸銅，或直接以亞硝酸銅方式吸附在纖維上。

上述的過濾材料，其主要是以正電價(jià)銅離子金屬成分為主，選擇銅離子除上述的優(yōu)勢外，另一個(gè)優(yōu)勢是銅離子氧化的反應(yīng)速率較慢，所以在執(zhí)行上述的過濾吸附作業(yè)，能有較長的活性，等到過濾材料上的大部分水分蒸發(fā)后，過濾材料使用周期已到底，銅離子在纖維上形成結(jié)晶或被氧化成氧化銅。

以此浸泡處理過有濕度的纖維材料做為過濾材料，可以和其它傳統(tǒng)材料組合，用于口罩或其它應(yīng)用來減少氣體的污染物。如圖2所示的氣體過濾設(shè)備20包括：最外層的包饒著的塑料袋21，第一濾材22，第二濾材23，第三濾材24。依箭頭所示方向，氣體從左向右流動(dòng)，外層塑料袋21主要是保護(hù)及保濕，移除外層塑料袋21包裝后，第一濾材22是細(xì)目數(shù)材料，將氣體中大部分的粉塵及固形物過濾掉，自然第一濾材22上的目數(shù)數(shù)字越大，即孔徑越小，越能達(dá)到好的固形物過濾效果。

若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有銨根正離子，銨根正離子蒸發(fā)后可以穿透第一濾材22而來到第二濾材23形成氨氣和水，氨氣揮發(fā)掉而水被纖維吸收，其中，第二濾材22就是上述的氣體過濾材料。若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有鈣離子或其它金屬離子，可以穿透來到第二濾材23形成氫氧化物附著在其纖維上。若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有硫化氫，蒸發(fā)后可以穿透來到第二濾材23，硫離子或二氧化硫被銅離子附著在纖維上。若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有硝酸根，硫酸根等，蒸發(fā)后可以穿透來到第二濾材23形成硝酸銅，硫酸銅等附著在其纖維上。若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有亞硝酸根，來到第二濾材23形成亞硝酸銅或硝酸銅附著在其纖維上。若在第一濾材22上過濾掉的固形物，其表面附著有帶正電或負(fù)電的微生物菌，也可以穿透第一濾材22而來到第二濾材23。第二濾材23纖維上的銅離子對大多數(shù)的微生物菌有抑菌作用。

第三濾材24基本上是保護(hù)層，減少第二濾材23表面物質(zhì)的脫落。在第二濾材23上形成的固行物或氧化物，在水分子蒸發(fā)后，若固行物或氧化物剝落就由第三濾材24收集。

因此，本發(fā)明實(shí)施例所述一系統(tǒng)10用于電解銅金屬物以產(chǎn)生所需要銅離子濃度的電解溶液。電解后溶液調(diào)整成為弱堿性的銅離子溶液，溶液顏色呈藍(lán)色，其主要成分有氫氧化銅、碳酸銅、氫離子加水分子、氫氧離子加水分子。纖維材料浸泡在上述的調(diào)整溶液，纖維材料被染成藍(lán)色。取出后用風(fēng)吹干到此纖維材料保持預(yù)置濕度。溶液內(nèi)的各種離子和水分子，他們沿著纖維的紋路成串地形成串形區(qū)域，或在纖維上形成小塊區(qū)域。電解溶液在過濾材料上的形成物包括有：氫氧化銅(ii)加水分子cu(oh)2^.nh2o，氫氧化銅(i)加水分子cu(oh)^.nh2o，碳酸銅加水分子cuco3^.nh2o，氫離子加水分子h³o⁺，氫氧離子加水分子oh^-.h2o等。上述空氣過濾材料保持在預(yù)置濕度值，用此纖維材料來吸收過濾帶正負(fù)電價(jià)位的化學(xué)物，并且對空氣傳播的帶正電或負(fù)電的微生物菌皆有抑菌作用。等到此過濾材料上的水蒸發(fā)完畢，其過濾使用的周期亦結(jié)束。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述一種氣體過濾材料及其制作方法和一種氣體過濾設(shè)備，通過將具有吸水性的纖維浸泡到電解后呈弱堿性的銅離子溶液，并將浸泡后纖維干燥到預(yù)置濕度方式作成氣體過濾材料，使得該氣體過濾材料及使用該氣體過濾材料作出的氣體過濾設(shè)備不但能夠過濾微米級的pm2.5的顆粒物，而且可以過濾pm2.5顆粒物表面附著的化學(xué)污染物、附著的帶正電或負(fù)電的微生物菌。通過氣體過濾材料中的弱堿性銅離子溶液吸收過濾氣體中的帶正電價(jià)位和帶負(fù)電價(jià)位的化學(xué)物或者微生物菌，不但可以過濾氣體氣而且可以對氣體有抑菌作用，尤其霧霾天氣可以用來凈化空氣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。