CN103041781B - 一种空气净化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气净化材料及其制备方法，将高锰酸钾、醋酸锰、氢氧化钠按质量比1:0.6~0.9:1.3~1.9配置成溶液，混合反应后，进行压滤，获得含水率为60wt%~80wt%的滤饼，然后将滤饼和粘结剂按照质量比1:0.3~0.4混匀后，挤出成型，烘干，即得空气净化材料。本发明提供的空气净化材料具有良好的甲醛吸附效果，特别是对低浓度的甲醛仍然有较好的去除效果，此外其还具有较好的去除乙醛的效果，使用方便而且制备工艺简单，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化材料及其制备方法。
背景技术
人们每天平均大约有80%以上的时间在室内度过，室内空气质量与人体健康的关系相当密切。近年来，室内环境污染问题日益突出，危害人体健康，降低生活质量，影响工作效率、降低人体免疫力。
室内环境污染比较突出的污染物就是甲醛和乙醛，室内常用的地板革、地板砖、化纤地毯、塑料壁纸、绝热材料、脲—甲醛树脂粘合剂以及用该粘合剂粘制成的纤维板、胶合板等做成的家具等等都能释放甲醛。乙醛在家庭往往容易被忽视，乙醛大量存在于香烟燃烧产生的气体中间，日本的JEM1467-95标准中香烟燃烧产生的尾气乙醛就是一个重要检测项目。乙醛低浓度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎；高浓度吸入尚有麻醉作用。表现有头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变。
现在主要去除甲醛的方法是吸附法、光催化法、贵金属催化法。光催化法具有相当大的局限性，需要在紫外光照射下才能进行，转化效率低，并且氧化无选择性。贵金属催化法主要是银、铂、钯等贵金作为催化剂把甲醛进行氧化，贵金属催化剂一般造价成本较高，并且会出现催化剂中毒现象，使催化剂失效。现在广泛使用的吸附法来去除甲醛，但是活性炭这种常用的吸附剂却又很多不令人满意的地方，活性炭的吸附容量较小，并且吸附无选择性，对低浓度的污染物基本无去除效果，并且容易脱附造成二次污染。乙醛的去除现在很少研究主要靠吸附法来去除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的空气净化材料。
本发明同时还要提供一种空气净化材料的制备方法，该方法工艺简单，操作方便，所得空气净化材料对甲醛和乙醛均有较好的去除效果。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：
一种空气净化材料的制备方法，其是将高锰酸钾、醋酸锰、氢氧化钠按质量比1:0.6~0.9:1.3~1.9配置成溶液，混合反应后，进行压滤，获得含水率为60wt%~80wt%的滤饼，然后将滤饼和粘结剂按照质量比1:0.3~0.4混匀后，挤出成型，烘干，即得所述空气净化材料。
根据本发明的进一步实施方案：分别配制高锰酸钾和醋酸锰的混合水溶液、醋酸锰水溶液，然后在搅拌的条件下，将醋酸锰水溶液加入到高锰酸钾和醋酸锰的混合水溶液中。
根据本发明的一个优选方面，混合水溶液中，高锰酸钾和氢氧化钠的浓度分别为13~20g/L和25~35g/L，醋酸锰水溶液中，醋酸锰的浓度为8~19g/L，醋酸锰水溶液、高锰酸钾和醋酸锰的混合水溶液二者的体积比为0.9~1.2:1。
优选地，使所述反应在温度0~30℃下进行，反应时间为2~3h，在一个具体的实施方式中，可以使反应在温度20℃下进行，反应时间为2.5h。
根据一个具体和优选方面，通过挤条机挤出，将空气净化材料制成条形颗粒。
优选地，所述烘干在温度80~110℃下进行。
优选地，所述的粘结剂为活性氧化铝，活性凹土或二者的组合。
本发明采取的又一技术方案是：一种由上述的空气净化材料的制备方法制备得到的空气净化材料。
优选地，所述空气净化材料为条形颗粒状，颗粒直径2~4mm，颗粒长度5~12mm。
进一步优选地，空气净化材料的比表面积为110~120 m
2
/g，真实密度为0.7~0.8g/ml，堆积密度为0.48~0.55g/ml。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的空气净化材料具有良好的甲醛吸附效果，特别是对低浓度的甲醛仍然有较好的去除效果，此外其还具有较好的去除乙醛的效果，使用方便而且制备工艺简单，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明不限于这些实施例。
以下实施例中空气净化材料采取如下方法进行评价：
（1）甲醛去除率：将样品倒出搅拌均匀，称60克装入已备好的注塑框架中，保证密闭性良好，然后装入净化机中，用塑料袋罩住整个净化机；最后在1m
3
箱体中注入一定量的检测溶液，加热9分钟使之完全挥发（同时开启搅拌风机）后，关闭加热器，抽样测其初始浓度，之后撤去净化机上的塑料袋，开启净化风机并开始计时，记录30分钟后的净化情况。
实验温度达25±2℃
测试仪器：1m
3
有机玻璃箱、拌风机、温湿度计、亚都-1005AH净化机、美国Interscan公司的4160甲醛分析仪。
（2）乙醛去除率：将样品倒出搅拌均匀，称60克装入已备好的注塑框架中，保证密闭性良好，然后装入净化机中，用塑料袋罩住整个净化机；最后在1m3箱体中注入一定量的检测溶液，加热9分钟使之完全挥发（同时开启搅拌风机）后，关闭加热器，抽样测其初始浓度，之后撤去净化机上的塑料袋，开启净化风机并开始计时，记录30分钟后的净化情况。
实验温度达25±2℃
测试仪器：1m
3
有机玻璃箱、拌风机、温湿度计、亚都-1005AH净化机、本GASTEC乙醛检测管、日本GASTEC采样器。
实施例1
本实例提供一种空气净化材料，其通过如下步骤制备：
（1）、配制高锰酸钾和氢氧化钠的混合水溶液，其中高锰酸钾和氢氧化钠的浓度分别为13g/L、25g/L；配置醋酸锰浓度为8g/L的醋酸锰水溶液；
（2）、在搅拌的条件下，按照混合水溶液和醋酸锰水溶液的体积比为1:0.9的比例，将混合水溶液加入醋酸锰水溶液中，20℃下反应，待充分反应后（反应时间2.5h）冷却，泵入压滤机压滤，控制含水率为80wt%，制得滤饼；
（3）、将得到的滤饼和粘结剂（活性氧化铝）按重量比1:0.4混合，通过机械混合均匀后，加入挤条机中挤出，于80~110℃烘干，即得颗粒直径2~4mm，颗粒长度5~12mm的条形空气净化材料。该空气净化材料的比表面积为110~120 m
2
/g，真实密度为0.7~0.8g/ml，堆积密度为0.48~0.55g/ml。
经测试该空气净化材料甲醛初始浓度C
0
为1.25ppm，30分钟终止浓度C
30
为0.21ppm，甲醛去除率为83.2%；乙醛初始浓度C
0
为10.5ppm，30分钟终止浓度C
30
为2ppm，乙醛去除率为80.9%。
实施例2
本实例提供一种空气净化材料，其通过如下步骤制备：
（1）、配制高锰酸钾和氢氧化钠的混合水溶液，其中高锰酸钾和氢氧化钠的浓度分别为20g/L、35g/L；配置醋酸锰浓度为19g/L的醋酸锰水溶液；
（2）、在搅拌的条件下，按照混合水溶液和醋酸锰水溶液的体积比为1:1.2的比例，将混合水溶液加入醋酸锰水溶液中，20℃下反应，待充分反应后（反应时间2.5）冷却，泵入压滤机压滤，控制含水率为60wt%，制得滤饼；
（3）、将得到的滤饼和粘结剂（活性凹土）按重量比1:0.35混合，通过机械混合均匀后，加入挤条机中挤出，于80~110℃烘干，即得颗粒直径2~4mm，颗粒长度5~12mm的条形空气净化材料。该空气净化材料的比表面积为110~120 m
2
/g，真实密度为0.7~0.8g/ml，堆积密度为0.48~0.55g/ml。经测试该空气净化材料甲醛初始浓度C
0
为1.34ppm，30分钟终止浓度C
30
为0.18ppm，甲醛去除率为86.6%；乙醛初始浓度C
0
为10ppm，30分钟终止浓度C
30
为1.6ppm，乙醛去除率为84%。
实施例3
本实例提供一种空气净化材料，其通过如下步骤制备：
（1）、配制高锰酸钾和氢氧化钠的混合水溶液，其中高锰酸钾和氢氧化钠的浓度分别为17g/L、30g/L；配置醋酸锰浓度为14g/L的醋酸锰水溶液；
（2）、在搅拌的条件下，按照混合水溶液和醋酸锰水溶液的体积比为1:1的比例，将混合水溶液加入醋酸锰水溶液中，20℃下反应，待充分反应后（反应时间2.5h）冷却，泵入压滤机压滤，控制含水率为70wt%，制得滤饼；
（3）、将得到的滤饼和粘结剂（活性凹土）按重量比1:0.3混合，通过机械混合均匀后，加入挤条机中挤出，于80~110℃烘干，即得颗粒直径2~4mm，颗粒长度5~12mm的条形空气净化材料。该空气净化材料的比表面积为110~120 m
2
/g，真实密度为0.7~0.8g/ml，堆积密度为0.48~0.55g/ml。
经测试该空气净化材料甲醛初始浓度C
0
为1.21ppm，30分钟终止浓度C
30
为0.12ppm，甲醛去除率为90%；乙醛初始浓度C
0
为10.5ppm，30分钟终止浓度C
30
为1.3ppm，乙醛去除率为87.6%。
以上对本发明做了详尽的描述，但本发明不限于上述的实施例。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1. 一种空气净化材料的制备方法，其特征在于：将高锰酸钾、醋酸锰、氢氧化钠按质量比1:0.6~0.9:1.3~1.9配置成溶液，混合反应后，进行压滤，获得含水率为60wt%~80wt%的滤饼，然后将滤饼和粘结剂按照质量比1:0.3~0.4混匀后，挤出成型，烘干，即得所述空气净化材料，其中：
分别配制高锰酸钾和氢氧化钠的混合水溶液、醋酸锰水溶液，然后在搅拌的条件下，将醋酸锰水溶液加入到高锰酸钾和氢氧化钠的混合水溶液中，所述的混合水溶液中，高锰酸钾和氢氧化钠的浓度分别为13~20g/L和25~35g/L，所述的醋酸锰水溶液中，醋酸锰的浓度为8~19g/L，醋酸锰水溶液、高锰酸钾和醋酸锰的混合水溶液二者的体积比为0.9~1.2:1；
使所述反应在温度0~30℃下进行，反应时间为2~3h。
2. 根据权利要求1所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于：通过挤条机挤出，将所述空气净化材料制成条形颗粒。
3. 根据权利要求1所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于：所述烘干在温度80~110℃下进行。
4. 根据权利要求1或2或3所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂为活性氧化铝，活性凹土或二者的组合。
5. 一种由权利要求1至4中任一项权利要求所述的空气净化材料的制备方法制备得到的空气净化材料。
6. 根据权利要求5所述的空气净化材料，其特征在于：所述空气净化材料为条形颗粒状，颗粒直径为2~4mm，颗粒长度5~12mm。
7. 根据权利要求5或6所述的空气净化材料，其特征在于：所述空气净化材料的比表面积为110~120m2/g，真实密度为0.7~0.8g/ml，堆积密度为0.48~0.55g/ml。
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| 凹凸棒石吸附氧化催化剂对甲醛的脱除研究;李澜等;《环境科学学报》;20120731;第32卷(第7期);1736-1742 * |
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