阅读说明：本技术 活性炭材料及其制备方法和应用 (Activated carbon material and preparation method and application thereof ) 是由 张喆 张永伟 张晓峰 郑学森 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明提出了制备活性炭材料的方法、该方法制备得到的活性炭材料和该活性炭材料在过滤器中用途。其中,制备活性炭材料的方法包括：(1)在去离子水中加入吡啶盐单体并搅拌均匀,使所述吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L,以便得到溶液A；(2)在溶液A中加入光引发剂,以便得溶液B；(3)在溶液B中加入颗粒活性炭并搅拌均匀,以便得到混合物C；(4)在混合物C中充入氮气鼓泡10min后密封,在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应；以及(5)将辐照接枝反应后的产物用丙酮洗涤,然后抽提24小时,60℃以下烘干,以便获得所述活性炭材料。由此该方法制备得到的活性炭材料具有较强吸附性能,同时还具有良好的抗菌防腐性能。(The invention provides a method for preparing an activated carbon material, the activated carbon material prepared by the method and application of the activated carbon material in a filter. The method for preparing the activated carbon material comprises the following steps: (1) adding a pyridinium monomer into deionized water, and uniformly stirring to ensure that the molar concentration of the pyridinium monomer is 0.5-1.0 mol/L so as to obtain a solution A; (2) adding a photoinitiator into the solution A to obtain a solution B; (3) adding granular activated carbon into the solution B and uniformly stirring to obtain a mixture C; (4) filling nitrogen into the mixture C, bubbling for 10min, sealing, and starting an ultraviolet lamp in a constant-temperature water bath to perform irradiation grafting reaction; and (5) washing a product after the irradiation grafting reaction with acetone, then extracting for 24 hours, and drying at the temperature of below 60 ℃ so as to obtain the activated carbon material. The activated carbon material prepared by the method has strong adsorption performance and good antibacterial and antiseptic properties.)

活性炭材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及制备活性炭材料的方法、该方法制备得到的活性炭材料和该活性炭材料在过滤器中用途。

背景技术

随着我国经济的不断发展，汽车已是人们日常生活不可或缺的交通工具。随着城市私人汽车拥有量的逐年增加，马路上的空气污染状况日益严重，而车内空间狭小，空气流通性差，不利于污染物的扩散，并容易滋生细菌，对车主的健康带来很大的危害。如何提高车内空气质量，成为广大车主们密切关注的话题，具备抗菌功能的空调过滤器将是解决这一问题的有效手段。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种可以将燃料(通常为氢气或甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能直接转换成电能的一种装置，具有能量转换效率高、对环境无污染、结构简单、发电效率受负载变化影响小等优点，被认为是最具有发展前景的一类电池。特别是最近几年，随着新能源汽车的快速发展，燃料电池车(FCV)及质子交换膜燃料电池技术也得到了快速的提升。燃料电池系统中需要使用高效的具备气体吸附和抗菌功能的空气过滤器，该装置是燃料电池系统的重要附件，直接影响燃料电池的使用寿命。

因此，亟待开发出一种适用于空气过滤器的且同时具有吸附和抗菌功能的材料。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车用空调过滤器用活性炭材料及其制备方法，该活性炭材料在保持了自身的吸附性能前提下，还同时具备抗菌防霉性能，因此可用于车用空调过滤器和质子交换膜燃料电池用空气过滤器等应用领域，进而可以有效提高车内空气质量和燃料电池的使用寿命。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备活性炭材料的方法，该方法包括：

(1)在去离子水中加入吡啶盐单体并搅拌均匀，使所述吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，以便得到溶液A；

(2)在所述溶液A中加入光引发剂，使所述光引发剂的质量百分比浓度为0.1％～0.5％，以便得溶液B；

(3)在所述溶液B中加入颗粒活性炭并搅拌均匀，使所述颗粒活性炭和所述溶液B的质量比为1:6～1:20，以便得到混合物C；

(4)在所述混合物C中充入氮气鼓泡10min后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应；以及

(5)将辐照接枝反应后的产物用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干，以便获得所述活性炭材料。

由此，通过采用本发明上述实施例的制备活性炭材料的方法可以制备得到吸附性能和抗菌防霉性能兼具的活性炭材料，并且该制备方法简单易行，可以有效地在颗粒活性炭表面接枝吡啶盐，进而使得活性炭具有良好的抗菌防霉性能，扩大其使用范围。因此，采用上述方法制备得到的活性炭产品可以用于汽车车内空气过滤器以及燃料电池系统内的空气过滤器，进而可以有效提高车内空气质量和燃料电池的使用寿命。

另外，根据本发明上述实施例的制备活性炭材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述吡啶盐单体为选自4-乙烯基吡啶-烷基溴化铵、4-乙烯基吡啶-烷氧基溴化铵、4-乙烯基吡啶-含有芳环的烷基溴化铵和4-乙烯基吡啶-含有芳环的烷氧基溴化铵中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述4-乙烯基吡啶-烷基溴化铵为4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵。

在本发明的一些实施例中，所述光引发剂为Esacure TZT。

在本发明的一些实施例中，所述颗粒活性炭为天然植物制炭材料。

在本发明的一些实施例中，所述天然植物制炭材料为选自竹炭、椰壳炭、稻壳炭和麦秆炭中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述辐照接枝反应的辐照强度为2～4W/m²。

在本发明的一些实施例中，所述辐照接枝反应的反应温度为30℃～60℃，反应时间为30min～60min。

根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种前面实施例所述方法制备得到的活性炭材料，根据本发明的实施例，该活性炭材料包括：颗粒活性炭基体和吡啶盐单体层，所述吡啶盐单体层是通过紫外光辐照接枝形成在所述颗粒活性炭基体表面的。

根据本发明的再一方面，本发明又提出了前面实施例所述的活性炭材料在过滤器中用途，所述过滤器为车用空调过滤器或者燃料电池用过滤器。

附图说明

图1是本发明一个实施例的制备活性炭材料中接枝反应原理图。

图2是本发明实施例3制备的活性炭材料的EDS元素分布图，N元素、O元素和Br元素的存在说明4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵吡啶盐单体已经接枝到活性炭材料表面。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备活性炭材料的方法，该方法包括：

(1)在去离子水中加入吡啶盐单体并搅拌均匀，使所述吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，以便得到溶液A；

(2)在所述溶液A中加入光引发剂，使所述光引发剂的质量百分比浓度为0.1％～0.5％，以便得溶液B；

(3)在所述溶液B中加入颗粒活性炭并搅拌均匀，使所述颗粒活性炭和所述溶液B的质量比为1:6～1:20，以便得到混合物C；

(4)在所述混合物C中充入氮气鼓泡10min后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应；以及

(5)将辐照接枝反应后的产物用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干，以便获得所述活性炭材料。

由此，通过采用本发明上述实施例的制备活性炭材料的方法可以制备得到吸附性能和抗菌防霉性能兼具的活性炭材料，并且该制备方法简单易行，可以有效地在颗粒活性炭表面接枝吡啶盐，进而使得活性炭具有良好的抗菌防霉性能，扩大其使用范围。因此，采用上述方法制备得到的活性炭产品可以用于汽车车内空气过滤器以及燃料电池系统内的空气过滤器，进而可以有效提高车内空气质量和燃料电池的使用寿命。

下面对本发明上述实施例的制备活性炭材料的方法进行详细描述。

(1)首先，在去离子水中加入吡啶盐单体并搅拌均匀，使所述吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，以便得到溶液A。由此配制吡啶盐单体溶液。

根据本发明的具体实施例，上述吡啶盐单体可以是选自4-乙烯基吡啶-烷基溴化铵、4-乙烯基吡啶-烷氧基溴化铵、4-乙烯基吡啶-含有芳环的烷基溴化铵和4-乙烯基吡啶-含有芳环的烷氧基溴化铵中的至少一种。由此，采用上述吡啶盐单体可以有效地被接枝到活性炭表面。另外，发明人发现，采用上述几种吡啶盐单体可以显著提高接枝率，进而可以赋予活性炭更强的抗菌防霉性能。

根据本发明的具体实施例，上述吡啶盐单体优选为4-乙烯基吡啶-烷基溴化铵，并且4-乙烯基吡啶-烷基溴化铵中以4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵为最优。因为，发明人发现通过采用4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵作为吡啶盐单体接枝活性炭，活性炭的比表面积几乎不受影响，能够保持原比表面积的95％以上，因此可以判断活性炭的吸附性能几乎没有降低。另外，采用4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵作为吡啶盐单体接枝活性炭，对其进行抗菌性能评价，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果好，说明具备抗菌效果。测试其抗菌防霉等级可以达到0级，说明防霉效果良好。因此，发明人认为针对颗粒活性炭材料，采用4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵作为吡啶盐单体为最佳选择，二者之间不仅可以发挥各自的性能，且不影响对方性能，进而最大限度地提高了制备得到的活性炭材料的吸附性和防霉抗菌性能。

另外，发明人从吡啶盐类抗菌剂的抗菌机理分析，其抗菌效果是基于杀菌而不仅仅是抑菌，分为吸附和杀灭两步构成。吡啶盐上的高分子链(例如溴代正辛烷、十二烷、十六烷和十八烷等)可以提高抗菌基团密度，杀灭能力上升，从而提升抗菌性能；但是发明人发现，随着高分子链分子量的不断增大，会导致气体穿透步骤受阻，接枝活性炭吸附能力降低，导致抗菌性能下降。因此采用高分子链长度适中的4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵，相比于十二烷、十六烷和十八烷等具备更好的抗菌效果。另一方面，由于高分子链在高温、光照及氧气作用下易降解开链，形成乙醛、甲醛等有害气体，影响整车车内空气质量，因此采用分子量适中的4-乙烯基吡啶-溴代正辛烷更适合车用空调过滤器及燃料电池过滤器使用。

另外，上述配制的溶液A中吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L。由此可以保证吡啶盐单体浓度足够以提高接枝率，进而获得足够的防霉抗菌性能，另外该浓度也不易过高，进而避免接枝过多吡啶盐单体而影响活性炭的吸附性能。具体地，上述溶液A中吡啶盐单体摩尔浓度可以为0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或者1.0mol/L。进而可以制备得到具有良好吸附性和抗菌防霉性的活性炭材料。

(2)其次，在上述溶液A中加入光引发剂，使所述光引发剂的质量百分比浓度为0.1％～0.5％，以便得溶液B。

根据本发明的具体实施例，上述光引发剂为Esacure TZT。发明人发现，通过采用光引发剂Esacure TZT可以显著提高吡啶盐单体的接枝效率和接枝率。另外，发明人还发现，采用光引发剂为Esacure TZT对上述4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵的接枝在颗粒活性炭表面上效果最佳。因此，发明人为了能够在颗粒活性炭上有效接枝具有抗菌活性的吡啶盐单体，优化出了光引发剂为Esacure TZT与4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵的组合，进而保证了能够在活性炭表面有效地接枝上吡啶盐单体。

另外，上述配制得到的含有吡啶盐单体和光引发剂的溶液B中，二者的浓度分别为吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，光引发剂的质量百分比浓度为0.1％～0.5％。由此，通过采用上述浓度配比可以显著提高吡啶盐单体的接枝效率和接枝率。上述光引发剂的质量百分比浓度是根据吡啶盐单体摩尔浓度进行匹配得到的，光引发剂在溶液B中具备最适宜的引发效果，可以有效提升接枝效率。发明人还发现，若上述引发剂浓度过高将带来两方面问题：1.接枝反应速度过快，接枝反应不完全并可能导致高分子链降解开链，反而导致接枝效率下降，影响抗菌效果；2.引发剂成本提升，导致接枝活性炭成本上升，不利于产品应用。因此，当吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L时，控制光引发剂的质量百分比浓度为0.1％～0.5％最为适宜。

(3)然后，在上述含有吡啶盐单体和光引发剂的溶液B中加入颗粒活性炭并搅拌均匀，使颗粒活性炭和溶液B的质量比为1:6～1:20，以便得到混合物C。

根据本发明的具体实施例，将颗粒活性炭与溶液B的质量比控制在1:6～1:20之间，可以保证吡啶盐单体与颗粒活性炭的配比适中，使得制备得到的活性炭单体在能够最大限度保持吸附性能的同时增加有效的抗菌防腐性能。根据本发明的具体示例，颗粒活性炭与溶液B的质量比可以为1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或者1:20。由此可以保证在活性炭表面接枝上足够量的吡啶盐单体，使得制备得到的活性炭单体具有良好的抗菌效果以及0级防霉等级。另外，发明人还发现，上述混合物C中，活性炭的加入量也不易过大或者过小，因为，加入量过小会导致接枝活性炭产率降低，影响生产效率和成本，并且容易在单颗粒活性炭上行成多接枝网络，出现类似长分子链引起的穿透步骤受阻现象，导致抗菌性能下降；而加入量过大会导致活性炭颗粒在溶液中分散性不好，易产生团聚现象，接枝反应无法在大多数的活性炭颗粒表面进行，导致抗菌性能下降，从而影响接枝活性炭的产品性能和生产效率。

另外，关于颗粒活性炭与溶液B的质量比，需主要根据活性炭种类及活性炭颗粒在溶液中的分散性来确定，并且还必须要考虑和结合紫外灯的辐照强度以及接枝反应温度等其他因素。对于不同类型的活性炭，由于其颗粒尺寸及灰分含量的不同，例如麦秆炭的颗粒尺寸较小而灰分含量较高，在溶液中的分散性较差，宜采用较大质量比(1:12以上比例)；而对于颗粒尺寸较大而灰分含量低的竹炭和椰壳炭，在溶液中分散性较好，宜采用较小的质量比(1:10以下)。紫外灯的辐照强度以及接枝反应温度对质量比的影响，主要体现在接枝反应效率和抗菌性能上，高质量比更适合高辐照强度及反应温度，低质量比更适合低辐照强度及反应温度。

另外，根据本发明的具体实施例，采用的颗粒活性炭可以为天然植物制炭材料。根据本发明的具体示例，上述天然植物制炭材料优选竹炭、椰壳炭、稻壳炭和麦秆炭中的至少一种。本发明通过采用上述几种颗粒活性炭制备得到的活性炭材料具有更加稳定体积形态，而且能够比较容易保持原有吸附性能，进而降低接枝后的吡啶盐单体对吸附性能的影响。另外，发明人发现，采用上述几种优选的天然植物制炭材料制备得到的活性炭材料更加适用于汽车车内空气过滤器以及燃料电池系统内的空气过滤器，进而可以有效提高车内空气质量和燃料电池的使用寿命。

(4)再然后，在上述混合物C中充入氮气鼓泡10min后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应。

根据本发明的具体实施例，在紫外灯辐照下，混合物C中的光引发剂使得活性炭表面形成炭自由基，并进一步在辐照下吡啶盐单体与炭自由基发生接枝反应而接枝在活性炭上。

根据本发明的具体实施例，发明人发现，当吡啶盐单体优选采用4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵，其结构式为其与活性炭发生的接枝反应如图1所示。当采用4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵时，发明人发现，该吡啶盐上的高分子链长度适中，既可以提高抗菌基团密度，提升接枝活性炭产品抗菌性能，又可以避免高分子量长分子链导致的气体穿透步骤受阻，以及避免高分子链在高温、光照和氧气作用下降解开链，形成乙醛、甲醛等有害气体，影响整车车内空气质量，因此采用分子量适中的4-乙烯基吡啶-溴代正辛烷，相比于十二烷、十六烷和十八烷等更适合车用空调过滤器及燃料电池过滤器使用。

根据本发明的具体实施例，发明人进一步针对在活性炭表面接枝吡啶盐单体的紫外辐照强度进行了研究，发现当辐照强度为2～4W/m²时，吡啶盐单体的接枝效率和接枝率最佳。而当辐照强度过大时，则会导致溴代正辛烷、十二烷、十六烷和十八烷等高分子链发生降解开链，形成乙醛、甲醛等有害气体的同时，降低抗菌基团密度，从而导致接枝活性炭产品抗菌性能的降低。此外，如果吡啶盐单体采用碘化物，当辐照强度过大时，还会导致碘化物的分解行成碘单质，影响接枝反应的发生。

根据本发明的具体实施例，在上述辐照强度下，进一步控制上述辐照接枝反应的反应温度为30℃～60℃，反应时间为30min～60min。可以进一步保证接枝反应进行顺利，达到最佳的接枝效果，即最终获得的活性炭材料即基本保持原有吸附性能的同时有效增加抗菌防腐性能，而且经测试抗菌效果良好，防腐等级达到0级。

(5)最后，将上述辐照接枝反应后的产物用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干，以便获得所述活性炭材料。

根据本发明的具体实施例，本发明提出的制备得到的活性炭材料的方法优选为：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵并搅拌均匀，使所述4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵摩尔浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，以便得到溶液A；

(2)在所述溶液A中加入Esacure TZT，使Esacure TZT的质量百分比浓度为0.1％～0.5％，以便得溶液B；

(3)在所述溶液B中加入颗粒活性炭并搅拌均匀，使所述颗粒活性炭和所述溶液B的质量比为1:6～1:20，以便得到混合物C；

(4)在所述混合物C中充入氮气鼓泡10min后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为2～4W/m²，反应温度为30℃～60℃，反应时间为30min～60min；以及

(5)将辐照接枝反应后的产物用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干，以便获得所述活性炭材料。

由此，通过采用上述方法可以有效地在颗粒活性炭表面接枝适量的4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵，进而使得最终获得的活性炭材料基本保持原有吸附性能的同时有效增加抗菌防腐性能，而且经测试抗菌效果良好，防腐等级达到0级。

根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种前面实施例所述方法制备得到的活性炭材料，根据本发明的实施例，该活性炭材料包括：颗粒活性炭基体和吡啶盐单体层，所述吡啶盐单体层是通过紫外光辐照接枝形成在所述颗粒活性炭基体表面的。该活性炭材料基本保持原有吸附性能的同时有效增加抗菌防腐性能，而且经测试抗菌效果良好，防腐等级达到0级。

根据本发明的再一方面，本发明又提出了前面实施例所述的活性炭材料在过滤器中用途，所述过滤器为车用空调过滤器或者燃料电池用过滤器。由于该活性炭材料兼具的较强吸附性能和良好抗菌防腐性能，进而将其用于车用空调过滤器或者燃料电池用过滤器，可以显著提高车内空气质量和燃料电池的使用寿命。

实施例1

本发明提供的一种车用空调过滤器用接枝吡啶盐活性炭材料及其制备方法，其特征在于在空调过滤器用活性炭表面采用氧化还原接枝改性的方法，接枝吡啶盐单体形成接枝层，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵吡啶盐单体材料并搅拌均匀，使吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L，定义为溶液A；

(2)在溶液A中加入Esacure TZT光引发剂，使光引发剂的质量百分比浓度为0.1％，定义为溶液B；

(3)在溶液B中加入利用稻壳为原料制备的活性炭(稻壳炭)10g并搅拌均匀，使活性炭和溶液B的质量比为1:6，定义为混合物C；

(4)在混合物C中充入氮气鼓泡10min排尽空气后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为2W/m²，反应温度为30℃，反应时间为60min；

(5)接枝后的活性炭用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干。

通过对(1)～(5)步骤制得的活性炭材料进行测试，结果如下：本发明的稻壳活性炭材料，未表面接枝处理以前的比表面级为1375m²/g，平均孔径为2.28nm，孔容为0.568cm³/g。表面接枝处理后，活性炭材料的比表面级为1331m²/g，平均孔径为2.06nm，孔容为0.545cm³/g。从比表面积的变化情况可以判断活性炭的吸附性能几乎没有降低。此外，本发明的车内空气净化用稻壳活性炭材料有很好的抗菌防霉效果，根据GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》标准进行测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果好，说明具备抗菌效果；根据GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》标准进行测试，防霉等级为0级，说明防霉效果好。

实施例2

本发明提供的一种车用空调过滤器用接枝吡啶盐活性炭材料及其制备方法，其特征在于在空调过滤器用活性炭表面采用紫外光辐照接枝改性的方法，接枝吡啶盐单体形成接枝层，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵吡啶盐单体材料并搅拌均匀，使吡啶盐单体摩尔浓度为1.0mol/L，定义为溶液A；

(2)在溶液A中加入Esacure TZT光引发剂，使光引发剂的质量百分比浓度为0.5％，定义为溶液B；

(3)在溶液B中加入利用稻壳为原料制备的活性炭(稻壳炭)10g并搅拌均匀，使活性炭和溶液B的质量比为1:20，定义为混合物C；

(4)在混合物C中充入氮气鼓泡10min排尽空气后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为4W/m²，反应温度为60℃，反应时间为30min；

(5)接枝后的活性炭用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干。

通过对(1)～(5)步骤制得的活性炭材料进行测试，结果如下：本发明的椰壳活性炭材料，未表面接枝处理以前的比表面级为1375m²/g，平均孔径为2.28nm，孔容为0.568cm³/g。表面接枝处理后，活性炭材料的比表面级为1286m²/g，平均孔径为1.89nm，孔容为0.533cm³/g。从比表面积的变化情况可以判断活性炭的吸附性能几乎没有降低。此外，本发明的车内空气净化用椰壳活性炭材料有很好的抗菌防霉效果，根据GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》标准进行测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果好，说明具备抗菌效果；根据GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》标准进行测试，防霉等级为0级，说明防霉效果好。

实施例3

本发明提供的一种车用空调过滤器用接枝吡啶盐活性炭材料及其制备方法，其特征在于在空调过滤器用活性炭表面采用紫外光辐照接枝改性的方法，接枝吡啶盐单体形成接枝层，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵吡啶盐单体材料并搅拌均匀，使吡啶盐单体摩尔浓度为1.0mol/L，定义为溶液A；

(2)在溶液A中加入Esacure TZT光引发剂，使光引发剂的质量百分比浓度为0.4％，定义为溶液B；

(3)在溶液B中加入利用椰子壳为原料制备的活性炭(椰壳炭)10g并搅拌均匀，使活性炭和溶液B的质量比为1:10，定义为混合物C；

(4)在混合物C中充入氮气鼓泡10min排尽空气后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为4W/m²，反应温度为60℃，反应时间为40min；

(5)接枝后的活性炭用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干。

通过对(1)～(5)步骤制得的活性炭材料进行测试，结果如下：本发明的椰壳活性炭材料，未表面接枝处理以前的比表面级为1280m²/g，平均孔径为1.95nm，孔容为0.555cm³/g。表面接枝处理后，活性炭材料的比表面级为1253m²/g，平均孔径为1.72nm，孔容为0.537cm³/g。从比表面积的变化情况可以判断活性炭的吸附性能几乎没有降低。此外，本发明的车内空气净化用椰壳活性炭材料有很好的抗菌防霉效果，根据GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》标准进行测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果好，说明具备抗菌效果；根据GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》标准进行测试，防霉等级为0级，说明防霉效果好。本实施例制得的活性炭材料的EDS元素分布图见图2。

对比例1

采用其他类型的吡啶盐单体4-乙烯基吡啶-十八烷基碘化铵，相对于实施例1进行了对比试验，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-十八烷基碘化铵吡啶盐单体材料并搅拌均匀，使吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L，定义为溶液L；

(2)在溶液L中加入Esacure TZT光引发剂，使光引发剂的质量百分比浓度为0.1％，定义为溶液M；

(3)在溶液M中加入利用稻壳为原料制备的活性炭(稻壳炭)10g并搅拌均匀，使活性炭和溶液M的质量比为1:6，定义为混合物N；

(4)在混合物N中充入氮气鼓泡10min排尽空气后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为2W/m²，反应温度为30℃，反应时间为60min；

(5)接枝后的活性炭用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干。

通过对(1)～(5)步骤制得的活性炭材料进行测试，结果如下：本对比例的稻壳活性炭材料，未表面接枝处理以前的比表面级为1375m²/g，平均孔径为2.28nm，孔容为0.568cm³/g。表面接枝处理后，活性炭材料的比表面级为1073m²/g，平均孔径为1.78nm，孔容为0.462cm³/g。从比表面积的变化情况可以判断活性炭的吸附性能出现了一定程度的降低。此外，采用这种工艺得到的接枝活性炭材料有较好的抗菌防霉效果，根据GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》标准进行测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果较好，说明具备抗菌效果，但效果较实施例1有所降低；根据GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》标准进行测试，防霉等级为1级，说明防霉效果较好，但效果较实施例1有所降低。

对比例2

采用其他辐照强度条件，相对于实施例1进行了对比试验，包括以下步骤：

(1)在去离子水中加入4-乙烯基吡啶-辛基溴化铵吡啶盐单体材料并搅拌均匀，使吡啶盐单体摩尔浓度为0.5mol/L，定义为溶液A；

(2)在溶液A中加入Esacure TZT光引发剂，使光引发剂的质量百分比浓度为0.1％，定义为溶液B；

(3)在溶液B中加入利用稻壳为原料制备的活性炭(稻壳炭)10g并搅拌均匀，使活性炭和溶液B的质量比为1:6，定义为混合物C；

(4)在混合物C中充入氮气鼓泡10min排尽空气后密封，在恒温水浴中开启紫外灯进行辐照接枝反应，辐照强度为10W/m²，反应温度为30℃，反应时间为60min；

(5)接枝后的活性炭用丙酮洗涤，然后抽提24小时，60℃以下烘干。

通过对(1)～(5)步骤制得的活性炭材料进行测试，结果如下：本对比例的稻壳活性炭材料，未表面接枝处理以前的比表面级为1375m²/g，平均孔径为2.28nm，孔容为0.568cm³/g。表面接枝处理后，活性炭材料的比表面级为1242m²/g，平均孔径为1.90nm，孔容为0.502cm³/g。从比表面积的变化情况可以判断活性炭的吸附性能略微降低。此外，采用这种工艺得到的接枝活性炭材料有较好的抗菌防霉效果，根据GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》标准进行测试，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的评价结果均为效果较好，说明具备抗菌效果，但效果较实施例1有所降低；根据GB/T24346-2009《纺织品防霉性能的评价》标准进行测试，防霉等级为1级，说明防霉效果较好，但效果较实施例1有所降低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。