一种新型纳米空气净化装置

一种新型纳米空气净化装置

魏启明

南京启明光环境科技有限公司江苏南京210011美国纳米医学研究院美国华盛顿21042

【摘要】本项目是一种新型纳米空气污染防范与净化系统（NanotechnologyAirTreatmentSystem,NATS技术），是以纳米材料为核心制作成的纳米PM2.5颗粒过滤产品，是本团队经过数年研发出来的新型污染治理和防范产品。本产品主要是对PM2.5颗粒进行有效的过滤，使空气达到优质水平。本产品具有重要的社会意义并可以产生巨大的经济效益。

【关键词】纳米空气净化装置；空气污染；空气净化；PM2.5

本项目是一种新型纳米空气污染防范与净化系统（NanotechnologyAirTreatmentSystem,NATS技术），是以纳米材料为核心制作成的纳米PM2.5颗粒过滤产品，是本团队经过数年研发出来的新型污染治理和防范产品。本产品是一种深度处理PM2.5颗粒的纳米过滤系统，使空气达到优质水平（PM2.5颗粒小于50微克/立方米）。本项目的总体目标是建成新型纳米空气污染防范与净化系统的示范工程，将PM2.5的排放量有效地控制在最低水平，力求在短期内明显提高和改善我国的空气质量水平并使空气质量达到优质水平，保护人民的身体健康，促进国民经济发展。

以下是关于本项目的创新核心技术的优点与传统技术的缺点的对比和创新点。

一、材料配方技术：纳米高分子溶胶材料调配配方技术

本项目研发出了特定的纳米材料配方，控制纳米纤维直径和表面亲和力，首次针对雾霾处理提出和研发纳米无纺布材料（Polypropylenetincture,polyethyleneterephthalate)。经过反复多次大量试验，研发了特定的纳米溶胶调配配方（核心专利技术）；掌握了纳米纤维的直径和表面亲和力。突破了传统材料的限制；增大了通透性，降低了气降压（纳米滤网的气降压为800Pa，而微米滤网的气降压为2600Pa，比纳米级滤网的多了3倍）。这个技术比起传统技术来可以使纳米纤维成为均匀的状态，突破了技术瓶颈，找到了纳米材料的配方，使这个纳米纤维的生产变为可行。而传统技术因为没有这个配方，所以只能生产微米级的纤维，比纳米级纤维粗25倍，使阻力明显增加，过滤的效率减低。（微米滤片的纤维直径为5微米，比表面积是0.01m2/g,而纳米滤片的纤维直径是200纳米，比表面积是62.5m2/g，纳米滤片比微米滤片的比表面积增加了6000倍）。所以本技术所调制的材料配方对于制作纳米纤维滤网有非常重要的作用。

二、过程处理技术：纳米纤维数控静电纺丝床技术

静电纺丝纳米滤网的量产是国际上公认的技术瓶颈,这主要是因为静电射流太细,喷丝射流之间相互干扰从而导致产量过小。采用高压静电纺丝法制备纳米纤维滤网，对掺入了超细的无纺布纤维膜进行机械加固，制备出添加超细的无纺布，最后进行纳米生态基的加工。本技术是由聚合物材料为起点到制成纳米生态基产品的新型生产方法。该项目技术方案是配方高分子制备溶胶（晴纶和聚丙烯酊）——阵列静电喷丝孔喷丝---机械辅助接收制纳米无纺布和纳米滤网。本技术在美国劳伦斯国家实验室通过中试，可日产纳米滤片2000片。本技术使用了高分子制备溶胶技术，进一步应用阵列静电喷丝孔喷丝技术，机械制做出纳米无纺布和纳米滤网结构，使纳米材料应用在本产品中，使用数控静电纺丝床来进一步低成本大规模连续生产纳米滤网，突破了技术瓶颈。

三、系统管理技术：新型纳米空气污染防范与净化系统

本技术使用新型纳米空气污染防范于净化系统，使大型企业的排出烟道的废气经过纳米过滤网的净化达到优质空气的水平。另外也可以将本产品应用在住家的室内纳米空气净化器中，通过纳米纤维滤网的过滤作用，使室内的空气达到优质空气的水平。这项技术的应用大幅度改变了空气污染的水平，使PM2.5的浓度明显下降，通过纳米滤网的过滤达到优质净化空气的目的，可以明显降低污染空气对于人的肺部污染和侵害的程度，可以预测对于减少肺部的损害，降低肺癌的发病率都有非常重要的关系。整个创新技术比起传统技术来具有使用方便，价格合理，PM2.5的过滤效果好（纳米滤片的PM2.5过滤率为99.5%，而微米滤片的PM2.5过滤率只有30%左右），气降压明显降低，阻力很小，可以反复使用，使空气达到优质空气的水平，长久使用可以降低污染空气对人体肺部的损害，可以预测明显降低肺癌的发病率，增加人们的健康水平。

四、循环使用技术：纳米空气净化自动反吹系统和粉尘处理系统

（1）采用空气净化自动反吹系统：包括空气过滤自动监控系统，空气自动反吹装置和纳米空气滤过材料交换系统。（2）采用静电与蒸汽粉尘处理系统研究：反吹后应用静电系统和蒸汽系统，有效收集PM2.5粉尘并进行处理，防止空气二次污染。使用本产品可以使烟道的排出废气中PM2.5的含量从超过300微克/立方米下降到50微克/立方米以下，达到优质空气的水平。本产品的空气过滤自动监控系统和空气自动反吹装置和纳米空气滤过材料交换系统以及静电与蒸汽粉尘处理系统是本产品的一个重要的创新点。本产品经过空气自动监控系统可以看到纳米滤网的过滤程度和阻塞程度，在达到一定程度以后这个系统会让纳米滤网进行自动翻转和反吹系统运转，在反吹后应用静电系统和蒸汽系统有效收集PM2.5粉尘并进行处理，防止空气二次污染。这个技术增加了纳米滤网的反复使用寿命，这些优点都是传统技术所不具备的，也是本产品比传统技术来非常明显的优势技术。