CN100563793C - 可视型有害气体消除剂及其制备方法 - Google Patents

可视型有害气体消除剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种可视型有害气体消除剂及其制备方法,由多孔性载体经高锰酸盐在碱性条件下处理获得。多孔性载体可以是具有良好吸附功能的固体硅胶、分子筛、沸石、氧化铝、氯化钙物质,可以是粉末、规则或不规则颗粒,还可以是滤纸。高锰酸盐为高锰酸的碱金属盐,以高锰酸钾为最佳。碱性条件是由氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢盐、磷酸盐、硼酸盐或氯化铵-氨水溶液提供并保持,本发明能捕捉、吸附、消除多种挥发性及还原性有害气体,并通过明显的、有规则的从红色到褐色的颜色变化显示有害气体消除结果。

Description

可视型有害气体消除剂及其制备方法
所属技术领域
本发明涉及环境保护处理及检测领域,特别涉及一种可以通过肉眼观察了解结果的可视型有害气体消除剂以及其制备方法。
背景技术
人类生活的环境中,特别是新居、新车及新置家具中含有甲醛、苯系物、氨等多种有害气体,对人身体健康造成危害。
甲醛为无色刺激性气体,是室内及车内空气中常见污染物之一,常存在于含有脲醛树脂的胶合板中,包括颗粒板、硬木胶合镶板、中密度纤维板、其中以后者甲醛含量为最高。甲醛对眼睛和鼻子有刺激性、长期接触有可能诱发癌症。
苯、二甲苯等苯系物是挥发性有机物,无色有特殊芳香气味,已被世界卫生组织确定为致癌物质,对眼睛、皮肤和上呼吸道有刺激作用,长期吸入能导致再生障碍性贫血(血癌),女性对苯的危害较男性敏感,对生殖功能亦有一定影响,可导致胎儿先天性的缺陷。在各种建筑材料、有机溶剂中大量存在。
氨是一种无色有强烈刺激性臭味的气体,主要来自建筑施工中使用的混凝土防冻剂、高碱混凝土膨胀剂和早强剂。氨是一种碱性物质,对人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,减弱人体对疾病的抵抗力。短期内吸入大量的氨可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、头晕、恶心等症状,严重者会出现肺水肿或呼吸窘迫综合征,同时发生呼吸道刺激症状。
此外,丙酮、硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体亦不同程度地存在于汽车及居住大气环境中。
目前,甲醛消除相关技术方案在文献中已有许多报道。一种方案是将活性化合物制成甲醛消除溶液或粉末,以涂抹、喷雾、添加等形式使用,通过与甲醛发生化学反应或形成薄膜封闭层阻止甲醛释放等机理达到减少甲醛污染的目的。中国专利公开号1032047披露的水溶性活性亚甲基化合物、公开号1104657披露的磺胺酸和尿素霉混合配方、公开号1298911披露的茶粉、公开号1404891披露的酰肼类化合物、公开号1413750披露的三乙醇胺和偏重亚硫酸钠混合配方、公开号1425725披露的茶多酚、公开号1431258披露的天然樟科植物提取物,以及美国专利号5108621披露的尿素和氯化铵混合配方、专利号5317071披露的多聚亚铵、专利号60012741披露的尿素和环糊精等的混合配方、专利号6043405披露的尿素和聚乙烯亚铵配方等,都属于此类。目前市场上亦有多种溶液或粉末型甲醛消除产品,以甲醛捕捉剂、消除剂、清除剂等名称出现。另一种方案是将活性化合物与某种具备吸附或支持功能的物质相结合制成固体成型产品,通过捕捉、吸附甲醛及与甲醛发生化学反应等机理达到减少甲醛污染的目的。中国专利公开号1062541披露的由微晶多孔结构的粘土凹凸棒和尿素水溶液混合制成的AU甲醛捕捉剂、公开号2451216披露的由带氧化剂的甲醛吸收颗粒和壁面开孔的盛器组成的甲醛吸收装置、公开号2519722披露的由高分子化合物胶囊壳及其内的甲醛捕捉剂囊芯组成的微胶囊产品、公开号2530802披露的由负载有仿生酶催化剂的活性炭纤维毡制成的夹芯毡,以及美国专利申请号20010012820披露的改性沸石或分子筛等,都属于此类。然而,上述消除剂使用后不形成颜色变化,用户无法得知究竟有多少甲醛被消除。此外,某些消除剂与甲醛反应形成的产物可能有毒,易造成二次污染,并可能对处理物品如家具表面造成损害。
相比之下能消除多种有害气体的相关技术方案在文献中报道较少。中国专利公开号86103860披露的由主净化剂和辅助净化剂组成的有害气体净化剂以及公开号1445327披露的基于特制的复合催化剂的有害气体去除剂属于此类。然而,上述消除剂使用后不形成颜色变化,用户无法得知究竟有多少有害气体被消除。
美国专利号4517111披露了一种由高锰酸盐处理后的碱性支持物,可以吸附空气中的甲醛等物质并与之发生氧化反应而达到消除甲醛的目的。高锰酸盐处理后的碱性支持物为紫红色的,与充分量的甲醛反应后颜色有所变化(变黑、发白或其它变化),因而用户可以通过颜色变化知道该种支持物已失去吸附消除甲醛的活性,需要更换。然而该专利中的碱性支持物由氢氧化镁和氢氧化钙组成,不含多孔结构,仅表面能吸附甲醛等气体,因而消除能力有限。此外由该专利方法获得的消除剂与甲醛等物质反应后的颜色变化不明显,规律性不强(取决于被消除的气体及反应条件,可产生变黑、发白或其它变化),使用时给用户带来不便。
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的不足,提出一种新的可视型有害气体消除剂,这种有害气体消除剂具有强大的捕捉、吸附及消除醛类、苯类、氨类、酮类等挥发性有机气体以及硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等还原性有害气体,并通过氧化反应将这些有害气体转变为无味无毒的物质,同时使可视型有害气体消除剂有规则地发生从红色到褐色的颜色变化,颜色变化程度与有害气体的消除量成正比。
发明内容
本发明的一种可视型有害气体消除剂是由多孔性载体经高锰酸盐在碱性条件下处理获得。多孔性载体可以是具有良好吸附功能的固体硅胶、分子筛、沸石、氧化铝、氯化钙物质,可以是粉末,亦可以是规则或不规则颗粒,此外多孔性载体还可以是滤纸。高锰酸盐为高锰酸的碱金属盐,以高锰酸钾为最佳。碱性条件是由氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢盐、磷酸盐、硼酸盐或氯化铵-氨水溶液提供并保持,pH范围为7至14,最佳范围为10至12。高锰酸盐用量与多孔性载体的比例(重量比)范围为1∶1,000,000至1∶5,最佳范围为1∶100至1∶20。
本发明的可视型有害气体消除剂的制备方法包含下列步骤:将高锰酸盐荣誉碱性溶液中,浸润多孔性载体,之后真空干燥,密封保存。
本发明的可视型有害气体消除剂可制成块状或颗粒状,并封装成盒状、盆状、袋状、管状等不同产品形式,放置于壁面开孔的盛器之中,亦可以放置于用透气性好的材料如(但不限于)无纺布、纤维布制成的口袋中,外面用不透气的材料如锡箔纸密封。使用时,开封后置于需消除有害气体的环境中,如(但不限于)置于汽车内、橱柜内、抽屉中、室内、桌子上等。
本发明的有害气体消除剂可用于捕捉、吸附及消除醛类、苯类、氨类、酮类等挥发性有机气体以及硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等还原性有害气体,并通过氧化反应将这些有害气体转变为无味无毒的物质,同时可视型有害气体消除剂有规则地发生从红色到褐色的颜色变化,颜色变化深浅程度与有害气体的消除量成正比。
本发明的优点是采用了具备良好吸附功能的多孔型载体,具有强大的捕捉、吸附及消除多种有害气体的能力,并在消除有害气体同时产生明显的有规则的从红色到褐色的颜色变化,告知用户是否有以及有多少有害气体被消除。而且本发明使用简单,开封让有害气体消除剂暴露给待清理的空气环境即可,不需要喷、涂、洒等操作;有害气体与高锰酸盐的反应产物留在多孔载体上并随后扔弃,不造成二次污染。本发明的另一大优点是产品制备工艺简单,容易操作,成本低,适合于大规模商业化生产及应用。
具体实施方式
实例一、
溶解4g KMnO4、0.5g NaHCO3于100ml的水中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后呈红色的颗粒状或块状物,封装于壁面开孔的盛器之中,亦可以放置于用透气性好的材料如(但不限于)无纺布、纤维布制成的口袋中,外面用不透气的材料如锡箔纸密封。将上述所得载体开封后放置于有甲醛的室内或橱柜内,一定时间后,载体由红色变为褐色,说明载体吸附甲醛气体达饱和。
实例二、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于有甲醛的汽车中,一定时间后,如载体由红色变为褐色,说明载体吸附甲醛气体达饱和。
实例三、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取200克分子筛浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为0ppm。
实例四、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取100克载体浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3苯含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中苯含量为15ppm。
实例五、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取100克载体浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3NH3含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中NH3含量为25ppm。
实例六、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取100克载体浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3CO含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中CO含量为2ppm。
实例七、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取100克载体浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3H2S含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中H2S含量为5ppm。
实例八、
溶解4g KMnO4于0.1M的NaOH溶液中,称取150克沸石浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为0ppm。
实例九、
溶解4g KMnO4于0.05M的Mg(OH)2溶液中,称取300克CaCl2浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为0ppm。
实例十、
溶解4g KMnO4于0.05M的KOH溶液中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为0ppm。
实例十一、
溶解4g KMnO4于0.05M的KHCO3溶液中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,5天后,载体大部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为0ppm。
实例十二、
溶解4g KMnO4于0.05M的KHCO3溶液中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,1天后,载体少部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为500ppm。
实例十三、
溶解4g KMnO4于0.05M的KHCO3溶液中,称取100克硅胶浸泡其中,30分钟后真空干燥,4小时后取出。上述所得载体放置于1000cm3甲醛含量为1000ppm环境中,3天后,载体部分由红色变为褐色,再次检测环境中甲醛含量为100ppm。

Claims (10)

1、一种可视型有害气体消除剂,由多孔性载体经高锰酸盐在碱性条件下处理获得,其特征在于:所述多孔性载体选自固体硅胶、分子筛和氯化钙,且所述高锰酸盐用量与多孔性载体的重量比范围为1∶100至1∶20。
2、根据权利要求1所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述高锰酸盐为高锰酸的碱金属盐。
3、根据权利要求2所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述高锰酸的碱金属盐为高锰酸钾。
4、根据权利要求1所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述碱性条件是由氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢盐、磷酸盐、硼酸盐、或氯化铵-氯水溶液提供并保持,pH范围为7至14。
5、根据权利要求4所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述pH范围为10至12。
6、根据权利要求1所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述多孔性载体为粉末或规则、不规则的颗粒。
7、根据权利要求1所述的可视型有害气体消除剂,其特征在于:所述分子筛为沸石。
8、权利要求1所述的可视型有害气体消除剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法为将高锰酸盐溶于碱性溶液中,浸润多孔性载体,之后真空干燥,密封保存。
9、根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述有害气体消除剂产品制成块状、颗粒状,并封装成盒状、盆状、袋状、管状的不同产品形式,开封后置于需消除有害气体的环境中。
10、权利要求1所述的可视型有害气体消除剂的应用,其特征在于:用于捕捉、吸附醛类、苯类、氨类、酮类挥发性有机气体以及硫化氢、二氧化硫、一氧化碳类还原型气体,并通过氧化反应将这些有害气体转变为无味无毒的物质,同时可视型有害气体消除剂发生从红色到褐色的颜色变化,颜色变化深浅程度与有害气体的消除量成正比。
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Effective date of registration: 20110406

Address after: 214072 Jiangsu province Wuxi City Liyuan Development Zone, Road No. 100 building No. 2 building 1004 room 530

Patentee after: Wuxi Yosemite Environmental Protection Technology Co., Ltd.

Address before: 214062, room 3, dormitory 201, Department of grain, Binhu District, Jiangsu, Wuxi

Patentee before: Yu Xiaohong

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20091202

Termination date: 20180227