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行业领域

新材料技术

需求背景

在超净空气净化领域，空气过滤末端需安装高效过滤器，HEPA过滤器采用超细玻璃纤维、特种微孔泡沫塑料片层等作滤芯，主要捕集***μm及以上的尘粒、真菌和细菌孢子，但无法过滤去除更细微的气体分子污染物，若刻意追求提高HEPA过滤器对微细颗粒的过滤效率，则会造成高效过滤器的阻力增大，实际通风量减小。AMC活性炭吸附技术采用碳桶式过滤器，活性炭多孔质材料对于化学气体都有一定的吸附作用，多孔材料在吸附脱出AMC组分过程中能够长期保持内外压差恒定不变，当吸附能力饱和后，内外压差会迅速增大，此时需要更换活性炭多孔材料。AMC碳桶式过滤器中的填装物为精制活性炭，

需解决的主要技术难题

1. 材料选择：选择合适的碳材料作为原料，以制备球形多孔碳超净空气滤料。常用的原料包括活性炭、碳纤维等。需要考虑材料的孔隙结构、比表面积、化学稳定性等因素。

2. 制备方法：开发适合制备球形多孔碳超净空气滤料的制备方法。常见的方法包括溶胶-凝胶法、炭化法、热解法等。需要考虑制备方法的成本、效率和可控性。

3. 球形化技术：将碳材料制备成球形形状，以提高滤料的流动性和使用寿命。球形化技术可以包括湿法球化、干法球化等方法。需要考虑球形化技术的操作简便性、球形度和均匀性等因素。

4. 孔隙结构控制：调控球形多孔碳超净空气滤料的孔隙结构，以实现对颗粒物和有害物质的高效过滤。孔隙结构包括孔径分布、孔隙体积等参数。需要考虑孔隙结构对过滤效率和压降的影响。

5. 表面修饰：通过表面修饰技术改善球形多孔碳超净空气滤料的吸附性能和选择性。表面修饰可以包括活化处理、功能化修饰等方法。需要考虑表面修饰对滤料性能的影响和稳定性。

6. 性能评价：对制备的球形多孔碳超净空气滤料进行性能评价，包括过滤效率、压降、吸附容量、循环使用性等参数的测试和分析。需要建立可靠的评价方法和标准。

期望实现的主要技术目标

1. 过滤效率：期望滤料能高效地过滤空气中的微小颗粒物和有害物质，具有较高的过滤效率。过滤效率可以通过实验测试和模拟计算等方法进行评估。

2. 压降：期望滤料的压降较低，即在过滤过程中对空气流动的阻力较小。低压降可以降低设备能耗，提高过滤系统的效率。

3. 吸附容量：期望滤料具有较高的吸附容量，能够吸附和去除空气中的有害物质。吸附容量可以通过实验测试和模拟计算等方法进行评估。

4. 循环使用性：期望滤料具有较好的循环使用性，即经过清洗或再生处理后能够恢复到较好的过滤性能。循环使用性可以通过实验测试和长期使用的观察来评估。

5. 稳定性：期望滤料具有较好的化学稳定性和热稳定性，能够在不同环境条件下保持稳定的过滤性能。稳定性可以通过实验测试和长期使用的观察来评估。

6. 制备成本：期望滤料的制备成本较低，包括原料成本、制备工艺成本和设备投资成本等。低制备成本可以降低滤料的市场价格，提高竞争力。

7. 环境友好性：期望滤料的制备过程和使用过程对环境影响较小，尽量减少对环境的污染和资源消耗。

需求解析

解析单位：“科创中国”北斗卫星导航创新技术产业化与国际合作产业科技服务团（中国卫星导航定位协会） 解析时间：2023-11-13

宁馨

重庆大学

教授

综合评价

球形多孔碳超净空气滤料制备技术开发需求综合评价： 过滤效率：制备的球形多孔碳超净空气滤料是否能够高效地过滤空气中的污染物。 使用寿命：制备的球形多孔碳超净空气滤料是否具有较长的使用寿命。 稳定性：制备的球形多孔碳超净空气滤料是否具有较好的稳定性和耐久性。 成本效益：制备的球形多孔碳超净空气滤料是否具有较好的成本效益，能否在实际应用中得到广泛推广。

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