本发明属于空气净化器材料加工技术领域，具体地，涉及一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料及制备方法。
背景技术：
随着人民生活品质的不断提高，人们对健康的要求也在不断的提高，同时环境、水质、空气污染日益严重，因此对于空气净化要求标准也越来越高，空气环境对人们的生活质量的影响不容忽视。空气是各类病菌传播的主要载体，人类所患疾病的半数以上与空气的污染有关。
空气中的主要污染物有微量有机污染物、甲醛、苯、tvoc、亚硝酸盐及病原菌、病毒和病原微生物等，目前，被广泛采用的净化材料主要有活性炭、分子筛、纳米滤膜等。
活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用由物理及化学的吸附力而成，是一类最常用的净化滤芯材料。
然而，单一的活性炭作为净化滤芯材料亦明显具有一定的局限性、功能单一、吸附能力较弱，另外有时会产生二次或多次污染的问题。对于所吸附的有害物质无法进一步的化学降解，遇到工作环境的变化还容易将所吸附的有害物质重新释放出来污染环境，且对病原菌、病毒和病原微生物基本不能起到任何杀灭作用。
因此，寻找一种同时具有吸附降解空气中的有害物质及杀灭空气中的细菌等微生物的新型滤芯材料，具有广阔的应用前景和社会意义。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的一方面是提供一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，一方面还提供一种制备该用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的方法。
本发明调整现有滤芯材料单一成分，加入提高吸附性的椰壳活性炭、天然麦饭石，和具有杀菌作用的高锰酸钾，同时对活性炭进行改进，一方面可以提高活性炭的吸附性能，另一方面，一些细菌类有害物质被活性炭吸附富集后被高锰酸钾杀死，起到彻底的空气净化功能。
根据本发明一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭35-50份、高锰酸钾10-20份、椰壳活性炭3-15份、天然麦饭石11-21份、聚丙烯树脂2-10份。
优选地，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭36-40份、高锰酸钾14-18份、椰壳活性炭4-13份、天然麦饭石14-20份、聚丙烯树脂4-8份。
优选地，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭38份、高锰酸钾16份、椰壳活性炭7份、天然麦饭石18份、聚丙烯树脂6份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为20-35%的mg(no3)2溶液和质量浓度为25-37%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为30-45:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于60-80℃条件下加热2-3小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为23-30%的mg(no3)2溶液和质量浓度为28-35%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为32-43:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于61-70℃条件下加热2-3小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为25%的mg(no3)2溶液和质量浓度为30%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为38:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于65℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为500-800目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在12-30mpa，烧结，温度控制在190-280℃，烧结时间为5-6小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明能够杀灭空气中的有害细菌、病原微生物等作用，除菌率高达99.99%；
（2）本发明高锰酸钾为常用的消毒杀菌剂，本技术方案中制备的净化滤芯材料与普通的水质、空气净化材料相比具有较强的杀菌效果；
（3）本发明活性炭是一种具有三维结构和大比表的人工材料。改性活性炭应用很广泛，在环境保护，食品，冶金，化工等领域都有应用。改性的活性炭可以在大气治理中选择性的吸附有害气体如nox、sox、甲醛等，活性炭的吸附能力是由其结构特性和表面化学特性及化学性能决定的，而这三方面性能与表面化学改性处理过程有很强的联系；
表面负载改性是通过一些可溶性盐溶液中的金属离子负载到活性炭表面，在高温下与周围的碳原子发生氧化还原反应，造成周围碳原子的缺失，而达到扩孔目的；或者金属离子本身本身对某种特定物质有着良好的吸附能力。采用mg(no3)2和mg2(so4)3对活性炭进行改性，在高温下，金属盐分解释放出nox、sox与活性炭孔道反应，增大了孔径；同时金属盐的金属氧化物在高温下被活性炭还原，扩大了孔径；金属存在下，对活性炭孔壁活化，这些都提高了活性炭的中孔率。如此，有效提高了滤芯材料对空气中有害气体的吸附性能；
（4）本发明利用聚丙烯树脂和改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石混合加工而成，由于聚丙烯树脂的分子链较长，因此其具有优异的韧性、耐磨性和抗应力开裂性。此外，超高分子聚乙烯树脂的分子链密度大，其冲击强度及硬度均较大，因而其制品具有良好的定型性，不易变形，清洁起来十分方便；
（5）本发明的滤芯材料采用聚丙烯树脂，所以其制品具有优良的耐化学性和良好的电性能，所以滤芯的使用安全性较高；
（6）本发明的滤芯材料中加入天然麦饭石，是一种天然的硅酸盐矿物，学名：石英二长岩。麦饭石对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。麦饭石的主要化学成分是无机的硅铝酸盐所谓吸附乃是具有多孔性、巨大表面积的固体全部溶化作用，而发生化学的、物理的反应。麦饭石作为中药对皮肤病，特别是拔脓，效果很好。麦饭石是多孔性的，吸附能力很强，因其主要成分为二氧化硅、氧化铝从这点来考虑，是容易理解的。在前面介绍的麦饭石微细粉末的电子显微镜照相中，已确认是海绵状多孔性的，是其最大的原因。也就是说，因多孔性，那么表面就非常大，由于长石部分风化，成高岭土状等，故始终保持很强的吸附作用、交换作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭35-50份、高锰酸钾10-20份、椰壳活性炭3-15份、天然麦饭石11-21份、聚丙烯树脂2-10份。
本发明能够杀灭空气中的有害细菌、病原微生物等作用，除菌率高达99.99%。
本发明高锰酸钾为常用的消毒杀菌剂，本技术方案中制备的净化滤芯材料与普通的水质、空气净化材料相比具有较强的杀菌效果。
本发明活性炭是一种具有三维结构和大比表的人工材料。改性活性炭应用很广泛，在环境保护，食品，冶金，化工等领域都有应用。改性的活性炭可以在大气治理中选择性的吸附有害气体如nox、sox、甲醛等，活性炭的吸附能力是由其结构特性和表面化学特性及化学性能决定的，而这三方面性能与表面化学改性处理过程有很强的联系。
表面负载改性是通过一些可溶性盐溶液中的金属离子负载到活性炭表面，在高温下与周围的碳原子发生氧化还原反应，造成周围碳原子的缺失，而达到扩孔目的；或者金属离子本身本身对某种特定物质有着良好的吸附能力。采用mg(no3)2和mg2(so4)3对活性炭进行改性，在高温下，金属盐分解释放出nox、sox与活性炭孔道反应，增大了孔径；同时金属盐的金属氧化物在高温下被活性炭还原，扩大了孔径；金属存在下，对活性炭孔壁活化，这些都提高了活性炭的中孔率。如此，有效提高了滤芯材料对空气中有害气体的吸附性能。
本发明利用聚丙烯树脂和改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石混合加工而成，由于聚丙烯树脂的分子链较长，因此其具有优异的韧性、耐磨性和抗应力开裂性。此外，超高分子聚乙烯树脂的分子链密度大，其冲击强度及硬度均较大，因而其制品具有良好的定型性，不易变形，清洁起来十分方便。
本发明的滤芯材料采用聚丙烯树脂，所以其制品具有优良的耐化学性和良好的电性能，所以滤芯的使用安全性较高。
本发明的滤芯材料中加入天然麦饭石，是一种天然的硅酸盐矿物，学名：石英二长岩。麦饭石对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。麦饭石的主要化学成分是无机的硅铝酸盐所谓吸附乃是具有多孔性、巨大表面积的固体全部溶化作用，而发生化学的、物理的反应。麦饭石作为中药对皮肤病，特别是拔脓，效果很好。麦饭石是多孔性的，吸附能力很强，因其主要成分为二氧化硅、氧化铝从这点来考虑，是容易理解的。在前面介绍的麦饭石微细粉末的电子显微镜照相中，已确认是海绵状多孔性的，是其最大的原因。也就是说，因多孔性，那么表面就非常大，由于长石部分风化，成高岭土状等，故始终保持很强的吸附作用、交换作用。
优选地，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭36-40份、高锰酸钾14-18份、椰壳活性炭4-13份、天然麦饭石14-20份、聚丙烯树脂4-8份。
优选地，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭38份、高锰酸钾16份、椰壳活性炭7份、天然麦饭石18份、聚丙烯树脂6份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为20-35%的mg(no3)2溶液和质量浓度为25-37%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为30-45:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于60-80℃条件下加热2-3小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为23-30%的mg(no3)2溶液和质量浓度为28-35%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为32-43:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于61-70℃条件下加热2-3小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为25%的mg(no3)2溶液和质量浓度为30%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为38:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于65℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为500-800目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在12-30mpa，烧结，温度控制在190-280℃，烧结时间为5-6小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
实施例1
本实施例一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭50份、高锰酸钾10份、椰壳活性炭15份、天然麦饭石11份、聚丙烯树脂10份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为35%的mg(no3)2溶液和质量浓度为25%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为45:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于60℃条件下加热3小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为800目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在30mpa，烧结，温度控制在190℃，烧结时间为6小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
实施例2
本实施例一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭35份、高锰酸钾20份、椰壳活性炭3份、天然麦饭石21份、聚丙烯树脂2份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为35%的mg(no3)2溶液和质量浓度为25%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为30:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于80℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为500目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在12mpa，烧结，温度控制在190℃，烧结时间为5小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
实施例3
本实施例一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭40份、高锰酸钾14份、椰壳活性炭13份、天然麦饭石14份、聚丙烯树脂8份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为23%的mg(no3)2溶液和质量浓度为35%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为32:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于70℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为600目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在20mpa，烧结，温度控制在200℃，烧结时间为5小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
实施例4
本实施例一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭36份、高锰酸钾18份、椰壳活性炭4份、天然麦饭石20份、聚丙烯树脂4份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为25%的mg(no3)2溶液和质量浓度为30%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为35:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于65℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为700目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在22mpa，烧结，温度控制在250℃，烧结时间为5小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
实施例5
本实施例一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料包括如下重量份数的原料：改性活性炭38份、高锰酸钾16份、椰壳活性炭7份、天然麦饭石18份、聚丙烯树脂6份。
优选地，所述改性活性炭的改性方法如下：
步骤（1）：分别配制质量浓度为25%的mg(no3)2溶液和质量浓度为30%的mg2(so4)3溶液，混合均匀；
步骤（2）：取活性炭加入上述混合物中，活性炭与混合物的重量比为38:1；
步骤（3）：将步骤（2）产品置于65℃条件下加热2小时；
步骤（4）：将步骤（3）的产品进行干燥，使含水率小于0.02%，即可获得改性的活性炭。
优选地，所述天然麦饭石规格为550目。
一方面提供的一种用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法，所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
所述用于空气净化器的除病原微生物的滤芯材料的制备方法如下：
步骤（1）：取改性活性炭、高锰酸钾、椰壳活性炭、天然麦饭石、聚丙烯树脂按重量配比混合；
步骤（2）：浆混合物加入模具中，加压，压力控制在30mpa，烧结，温度控制在280℃，烧结时间为6小时；
步骤（3）：冷却，脱模，即制得所述滤芯材料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。