CN100503007C - 一种净化空气的方法和产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种净化空气的方法和产品，是一种消除有害化学气体的化学方法和物理方法相结合的方法和产品，是利用活性炭、纤维质和甲醛消除剂等有害气体消除剂结合的消除甲醛等有毒气体的方法，并以该方法为基础研制的产品。净化的步骤：利用浸渍了甲醛消除剂的纤维质聚合或分解甲醛的步骤；利用具有吸附能力的物质吸收其他有害气体的步骤。净化空气的产品是：外层是纤维质材料的分解层，内部是有吸附能力的活性物质的化学包裹，纤维质材料中含有分解和消除有害气体的药液。本发明利用活性炭的吸附力将空气中的有害物质吸附到包中，当空气中的甲醛通过分解层时分解层的药剂成分迅速将其分解或聚合反应掉，而活性炭则吸附其他有害气体。

Description

一种净化空气的方法和产品

技术领域

本发明涉及一种净化空气的方法和产品，是一种消除有害化学气体的化学反应加物理吸附的方法，并利用该方法研制的产品，是一种利用固体吸附剂和化学剂共同作用消除有害气体净化空气的方法。

背景技术

目前，在房屋装修中，由于各种装修用材料所带来的甲醛、苯系物、TVOC等有害物质造成的家装污染和室内空气中有害物质的超标，已严重地干扰了我们的日常生活。人体长时间吸入这些含有甲醛等有害化学物质的气体会引起各种疾病，严重的还会危机到人的生命安全。因此对装修后的房间和新购买的家具要进行室内空气污染的治理，及消除新家具所带来的有害气体的污染，以保证室内有害气体的含量在国家规定的范围以内，使人们生活在一个健康的环境中。通常采用的消除室内有害空气的方法是利用甲醛消除剂，来消除室内含有甲醛物质的有害气体。如一份申请号为01133329，申请日为2001年10月23日，发明名称为甲醛去除剂的中国发明专利，它是由三乙醇胺、偏重亚硫酸钠、乙二胺四乙酸二钠、2，3，4，5，6-五羟基乙醛和蒸馏水组成的水溶液。利用上述甲醛消除剂消除甲醛的办法是在室内喷雾，但由于室内家具中甲醛的释放是一个缓慢的过程，而喷雾是一个短时间的过程，因而需要不断地进行喷雾才可有效消除。上述方式操作麻烦，效果并不理想。近年来更多的人想到了利用活性炭的吸附功能解决这一问题，但仅仅依靠活性炭的吸附作用，当活性炭吸附达到饱和时则会失去作用。于是人们又想到了用活性炭吸附一些分解污染物的药剂成分来提高活性炭的吸附分解力。如一份申请号为CN200510020280.3，公开号为CN1680018，公开日期为2005年10月12日，发明名称为甲醛分解剂及其制备方法的中国发明专利，它是由活性炭和Ag(NH₃)₂+OH^-组成；其中活性炭作载体，Ag(NH₃)₂ ⁺OH^-涂敷于载体之上。其制备方法包括如下步骤：将活性炭在200-230℃下烘干、冷却；置于Ag(NH₃)₂ ⁺OH^-溶液中浸泡8-12h，过滤风干；在80-100℃下烘干而成。但存在的问题是由于活性炭已吸附了大量的药剂成分，吸附作用已经大大降低，所以无法达到满意的吸附效果。

发明内容

为了解决上述之不足本发明提供了一种巧妙地将化学方法与物理方法相结合的方法，即利用棉纤维等有孔径的纤维物质作为载体，将甲醛清除剂等有害气体消除剂涂敷于载体上，再结合物理吸附的活性炭，有效消除甲醛、苯系物、TVOC等有毒气体，净化室内空气的方法，并以该方法为基础研制的产品。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

一种净化空气的方法，其特征在于所述的步骤：

利用甲醛消除剂分解、聚合甲醛的步骤；

利用具有吸附能力的物质吸收甲醛以外的其他有害气体的步骤。

所述的具有吸附能力的活性物质是活性炭、分子筛、沸石。

一种净化空气的产品，其特征在于，外层是纤维质材料的分解、聚合层，内部是有吸附能力的活性物质的包裹，所述的纤维质材料中含有分解和聚合甲醛的药剂。所述的包裹内部有吸附能力的活性物质是活性炭、分子筛或沸石。所述的纤维质材料是无纺布、棉纤维或纸。

所述的分解和消除有害气体的药液是一种甲醛消除剂。所述的甲醛消除剂按如下重量百分比组成，包括：

胺基化合物          1％～30％

氨银溶液            0.5％～50％

两性氧化物          0.1％～20％

纳米二氧化钛        0.8％～1.5％

水                  1％～30％

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：由于采用了上述的方法和结构，当将本发明所述产品放置于室内或家具内时，空气中的甲醛通过分解、聚合层时，分解、聚合层的药剂成分迅速将其分解或聚合反应掉。而活性炭则吸附其他有害气体。这样，利用对付室内空气污染量最大、污染时间最长的甲醛的最有效的化学方法，将甲醛清除掉，活性炭等物理吸附材料仅仅对付苯系物、TVOC，这一化学与物理方法的有机结合，带来了以下好处：第一，少量的纤维质与活性炭等的组合可以处理更多的有害气体；第二，活性炭等吸附物质的饱和时间被后延，大大延长了产品的使用时间；第三，甲醛被聚合成无害的有机物或被分解，这一过程是不可逆的，这样，甲醛污染的危害就被彻底消除了，避免了仅仅吸附后再次释放的问题。经试验测试，甲醛的消除率达90％以上，是目前一种较为理想的清除空气中有害气体污染物的有效方式。

附图说明

图1为本发明所述产品的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例中实际是将净化空气的方法分为两步进行：

第一步，利用甲醛消除剂分解甲醛。使用一种专用的甲醛消除剂首先将有害气体中份量较大的甲醛分解。因为，目前室内污染的有害气体主要是甲醛，所以先要解决甲醛这个主要问题。

第二步，利用具有吸附能力的物质吸收其他有害气体。具有吸附能力的物质是活性炭、分子筛、沸石等具有吸附作用的类似物质。甲醛作为有害气体的主要组成部分被解决之后，再利用活性炭之类的吸附型物质，吸附其他类型的有毒、有害气体，这样做的目的是避免活性炭中过多吸附其他物质。凡是具有吸附作用的物质，不论吸附的是有毒，还是无毒的物质，如果吸附的过多都会降低吸附物质的吸附作用。本实施例正是了解了吸附物质的这一特性，为了延长吸附物质的吸附效力，所以提出了这种分两步净化空气的方法。

实施例二

本实施例是实现是实施例一所述的两步净化空气方法的具体产品。本实施例使用一种化学包裹实现两步净化空气的方法。所述包裹内部为具有吸附能力的活性炭、分子筛、沸石等具有吸附能力的活性类似物，外层为经过各种能分解和消除有害气体的药液浸渍、干燥后的棉纤维、木质纤维、无纺布、等纤维质材料做成的聚合分解层。用作为聚合分解层的纤维材料将具有吸附能力的活性类似物紧密的包装起来便制成了具有两步分解和吸收有毒有害气体的化学加物理除味包裹。本实施例分别使用化学分解、聚合的技术方法与物理吸附的技术方法，将长期污染室内空气、对人体造成最大威胁的甲醛，与易挥发、挥发时间相对较短的苯系物、TVOC等分别处理，已达到最有效地消除有害气体的目的。

采取这种结构的优越性在于活性炭与棉纤维虽然都属于有孔径的吸附物质，但二者的孔径和结构却大不相同。棉纤维的孔径大，活性炭的孔径小。

首先分析活性炭的结构特点：

1.活性炭内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类：大孔(φ≥50nm)，约占总孔容积的10～30％；微孔(φ≤2nm)约占总孔容积的60～90％；中孔又称过渡孔(2nm≤φ≤50nm)，约占总孔容积的5～7％。孔隙平均直径约为1.5nm。

2.“比表面积”大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和为1500—3000m²/g(约为一个篮球场到一个足球场的面积)。孔隙结构越发达“比表面积”越大，其吸附功能越强。其次，尽管活性炭的吸附功能很强，因其吸附过来的气体是藏在微孔里的，但它的孔隙的体积或者说容积并不会随着孔隙增加而增加，所以吸附容量是有限的。

而棉纤维的特点是：

1.棉纤维呈细长略扁的椭圆形管状，由于空心，故吸湿性、透气性好；而麻为实心棒状的长纤维，不卷曲；动物纤维主成分为蛋白质也呈空心管状结构，常用的有丝、毛两类。但容易发霉遭虫咬，而且本身有臭味。所以棉纤维是最佳首选。

2.孔径要比活性炭大的多。一般有四种孔隙或孔洞；纤维内的、纤维中的、纤维间的和纱线间的即织物内的，这些孔洞或孔隙有的是盲孔有的是贯通孔；前两类的孔径一般为0.05～0.6微米，较小的只有1.0～100纳米。纱线内纤维间的横向孔隙尺寸一般为0.2～200微米，大部分为1.0～60微米，大部分孔隙是贯通的；织物内纱线间的横向孔隙尺寸一般为5.0～1000微米，都是贯通孔。这样很容易在棉纤维的孔隙和孔洞之间浸渍有大量的能分解甲醛或与甲醛发生聚合反应的化学成分。由于这些浸渍在棉纤维的孔隙和孔洞之间化学成分不会很快的分解并消失，而是逐步的与有毒空气中的甲醛等有害物质反映，所以这是一个缓慢的过程，这样本实施例就避免类似喷雾产生的短期效应，可以长时间的发挥消除有害气体的作用。

由于充分利用了这两种物质的特性，将活性炭放在其中外面用浸渍了分解药液成分的棉纤维做成分解聚合层。当甲醛在通过分解聚合层时已将其不断分解，或聚合反应掉，活性炭则吸附甲醛以外的如苯、和TVOC等有害气体。这样用外层棉纤维来解决最大的污染源即甲醛，用内里的活性炭来解决苯、和其他有害气体的污染。在大大提高活性炭吸附能力的同时也延长了活性炭的使用寿命。

本实施例所述浸渍在棉纤维中的分解和消除有害气体的溶液是由以下组分组成(重量百分比)混合调配构成：

胺基化合物         1％～30％

氨银溶液           0.5％～50％

两性氧化物         0.1％～20％

纳米二氧化钛       0.8％～1.5％

水                 1％～30％

所述胺基化合物是脲素，两性化合物为三氧化二铝，氨银溶液是Ag(NH₃)₂ ⁺OH^-溶液。

具体的制作方法是：将棉纤维、无纺布等纤维质材料用甲醛清除剂等药液浸渍，晾干后制成小袋作为分解层1，袋内装入活性炭2，然后再用透气性较好的材料3作为包装将小袋包装好，如图1所示。小袋可以制作成各种形状，方形、圆形、圆柱形、圆锥形等等，以此做成各种形状的产品。使用时将所述产品放在各种释放有害气体的家具内和有害气体存在的空间内即可。

本实施例效果明显，甲醛的消除率达90％以上，其测试方法和测试效果如下：

1.测试方法

将超标的九厘胶合板试块，放入气候箱中，密闭24小时，按GB/T 16129-1995居住区大气中甲醛卫生检验标准方法执行；或用美国4160型甲醛检测仪进行检测，

同一块板材涂刷甲醛清除剂前后的甲醛释放量对比试验：在容积为45cm x30cm x 17cm密封箱中，放入甲醛释放量较大的15*15cm九厘板二块，在恒定的温度(23℃±1℃)和湿度(约60％)下放置24小时，然后按GB/T 16129-1995居住区大气中甲醛卫生检验标准方法进行检测；或用美国产4160型甲醛检测仪现场直读抽气检测，并同时记录下箱中气体的甲醛含量在3分钟时的数值。然后放入内里含有活性炭外面有分解层的活性炭包重新密封该箱，在相同恒定的温度(23℃±1℃)和湿度(约60％)下放置24小时、48小时、72小时等定期抽取箱中的空气，然后按GB/T 16129-1995居住区大气中甲醛卫生检验标准方法进行检测；或用美国产4160型甲醛检测仪现场直读抽气检测，并同时记录下箱中气体的甲醛含量在3分钟时的数值。

这种测试方法的优点在于：由于采用了实际板材的甲醛释放源，所以更接近于实际生活。结果也更接近现实。

结果如式(1)所示：

X＝(C₁—C₂)/C₁×100％   (1)

其中：C₂——放入炭加棉后的检测数据；

C₁——放入炭加棉前的检测数据；

X——甲醛去除率；

其中：检测仪为美国Interscan Corporation公司生产的INTERSCAN-4160-2型便携式甲醛现场监测仪。

炭加棉活性炭包为：用21厘米x16厘米见方的，经上述药液浸渍、晾干后的无纺布做成布袋，装有90克柱状活性炭。外面用透气性好的材料包装而成。

2.测试结果：

 

时间	气候箱中甲醛浓度值PPM	原始板放入后箱中甲醛浓度值	炭加棉炭包放入后箱中甲醛浓度值
				初始值	0	0	0
24小时		1.3	此时在箱中放入炭加棉包
				48小时			0.12(放入炭加棉包24小时)
72小时			0.09
				96小时			0.09
120小时			0.10
				144小时			0.09

甲醛去除率＝0.93 x 100％＝93％

Claims (4)

1.一种净化空气的方法，其特征在于所述的步骤：

第一步：利用甲醛消除剂分解和聚合甲醛的步骤；

第二步：利用具有吸附能力的物质吸收苯系物、TVOC的步骤；

所述的甲醛消除剂按重量百分比组成为：

脲素                1％～30％

氨银溶液            0.5％～50％

三氧化二铝          0.1％～20％

纳米二氧化钛        0.8％～1.5％

水                  1％～30％

上述重量百分比之和为百分之百；

所述的具有吸附能力的物质为活性炭、分子筛、沸石中的一种。

2.一种净化空气的产品，其特征在于，外层是纤维质材料的分解、聚合层，内部是有吸附能力的活性物质的包裹，所述的纤维质材料中含有分解和聚合甲醛的药剂；

所述的具有吸附能力的活性物质为活性炭、分子筛、沸石中的一种；

所述的分解和聚合甲醛的药剂为甲醛消除剂；

所述的甲醛消除剂按重量百分比组成为：

脲素            1％～30％

氨银溶液          0.5％～50％

三氧化二铝        0.1％～20％

纳米二氧化钛      0.8％～1.5％

水                1％～30％

上述重量百分比之和为百分之百。

3.根据权利要求2所述的一种净化空气的产品，其特征在于，所述的纤维质材料是无纺布。

4.根据权利要求2所述的一种净化空气的产品，其特征在于，所述的纤维质材料是棉纤维或纸。