CN104096465B - 一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液，其包括：按重量百分比计算，花粉10％、二氧化钛1％、活性碳5％、乙酸乙酯0.1％、蒸馏水83.9％。本发明提供的一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液，二氧化钛作为光催化剂，使甲醛及室内其他污染物分解成CO2和H2O；活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，为二氧化钛提供光催化反应环境，可以降低二氧化钛因团聚而导致催化效果差的影响，加快室内污染物光催化降解的反应速率，同时活性炭能有效地去除臭味，能吸附房屋里其它污染物。本发明还提供一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法。

Description

一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种甲醛分解溶液，特别涉及一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法。
背景技术
新装修房间由于使用人工板、壁纸、泡沫塑料等材料，室内甲醛浓度大多高于国家标准。甲醛对皮肤、眼睛和呼吸道具有强烈刺激作用，对中枢神经系统具有麻醉作用。甲醛可凝固蛋白质，对人体有遗传毒性，也是一种诱变剂。低浓度甲醛会引起呼吸道受损，长期接触可能损害呼吸系统健康。
二氧化钛是理想的光催化剂，能去除甲醛、对有机物进行降解，但存在易团聚的问题，造成催化效率低。活性炭常用来作为甲醛吸收材料，主要通过物理吸附来降低空气中的甲醛浓度，吸收效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效分解甲醛、具有空气治理、病菌吸收功能的花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法。
一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液，其包括：按重量百分比计算，花粉10％、二氧化钛1％、活性炭5％、乙酸乙酯0.1％、蒸馏水83.9％。
一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法，包括以下步骤：
将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入二氧化钛、活性碳、花粉，搅拌2-8h；
将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30-40℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性碳、花粉溶解；
将溶解后的溶液升温至45-55℃，保温30分钟，停止加热；
将停止加热后的溶液冷却至室温，用过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液。
本发明提供的一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法，其优点是：
1、空气治理功能：对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物类有害有机物起到治理及分解作用。
2、病菌吸收功能：对空气中的大肠杆菌、黄色葡萄球菌等具有吸收功效。
3、除臭吸味功能：对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有清除功效。
4、具有祛毒、去湿、防霉、杀菌、净化，有效清除室内环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的作用原理图。
具体实施方式
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
本发明提供了一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液，其包括：按重量百分比计算，花粉10％、二氧化钛1％、活性炭5％、乙酸乙酯0.1％、蒸馏水83.9％。
二氧化钛颗粒度的大小影响去除甲醛的性能和质量，因此，本实施例中所述二氧化钛的颗粒度优选15-50nm，所述二氧化钛优选亲水性纳米钛白粉。
为了提高二氧化钛的催化效率，溶液中添加少量的活性炭，有利于二氧化钛颗粒的分散，降低二氧化钛因团聚而导致催化效果差的影响。另外，活性炭容易获取、无污染，且含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除臭味，能帮助除去房屋里其它污染物。所述活性炭优选粉状活性炭。为保持良好的吸附性能，本实施例中，所述活性碳的颗粒度优选140-160μm。活性碳比表面积优选500-1000m2/g。
所述花粉优选花粉粉剂，方便溶解。本实施例中，所述花粉的颗粒度优选23-250μm，使花粉颗粒可短时间内在溶液中分布、溶解均匀。花粉的添加，让溶液自然清香，安全无污染。
乙酸乙酯一方面可以作为溶解剂，另一方面可以溶解部分甲醛。
本发明还提供了一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入二氧化钛、活性碳、花粉，搅拌2-8h；
(2)将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30-40℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性碳、花粉溶解；
(3)将溶解后的溶液升温至45-55℃，保温30分钟，停止加热；
(4)将停止加热后的溶液冷却至室温，用过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液。
本实施例中：所述过滤网优选80目过滤网，方便过滤杂质。
进一步地，还包括以下步骤：
活性炭前处理：将活性炭浸泡在酸性溶液中，在常温状态下放置8-24h，取出后于60-130℃烘干；
前处理是为了对活性炭表面进行氧化处理，祛除活性炭表面的杂质。本实施例中：所述酸性溶液为盐酸、硝酸、硫酸、双氧水、柠檬酸中的一种或多种混合而成。其中，酸性溶液的摩尔浓度优选1-9mol/L。
进一步地，还包括以下步骤：
活性炭改性：将前处理过的活性炭置于金属硝酸盐或碱性溶液中，常温下浸泡8-24h，取出后于60-130℃烘干、干燥2-24h，将干燥后的活性炭在真空环境或者氮气的保护下，于200-500℃下焙烧2-4h，制得改性活性炭。
通过改性，可以使活性炭具有良好的吸附性能和催化特性。本实施例中：所述金属硝酸盐溶液为硝酸锌、硝酸锰、硝酸镁中的一种。其中，金属硝酸盐溶液的摩尔浓度优选0.1-2.5mol/L。碱性溶液为氢氧化钠、氨水中的一种。其中，碱性溶液的摩尔浓度优选1-9mol/L。
实施例1
一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法，包括以下步骤：
将175μm的粉剂活性炭浸泡在浓度为15％的硝酸和15％的双氧水的混合溶液20ml中，在常温状态下放置8h，取出后于130℃烘干；将前处理过的活性炭置于硝酸锰溶液中，常温下浸泡8h，取出后于130℃烘干、干燥2h，将干燥后的活性炭在真空环境或者氮气的保护下，于200℃下焙烧2h，制得改性活性炭。将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入30nm二氧化钛、175μm的改性活性碳、250μm花粉，搅拌2h；将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性碳、花粉溶解；将溶解后的溶液升温至45℃，保温30分钟，停止加热；将停止加热后的溶液冷却至室温，用80目过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液。
将所制的甲醛分解溶液喷洒到刚装修的房间内的家具及墙面上进行甲醛净化性能测试，22℃时甲醛的初始转化率为80％，3h后甲醛转化率降为42％。
实施例2
一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法，包括以下步骤：
将175μm的粉剂活性炭浸泡在浓度为15％的硝酸和15％的双氧水的混合溶液20ml中，在常温状态下放置8h，取出后于130℃烘干；将前处理过的活性炭置于硝酸锰溶液中，常温下浸泡8h，取出后于130℃烘干、干燥2h，将干燥后的活性炭在真空环境或者氮气的保护下，于200℃下焙烧2h，制得改性活性炭。将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入10nm二氧化钛、175μm的改性活性碳、250μm花粉，搅拌2h；将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性碳、花粉溶解；将溶解后的溶液升温至45℃，保温30分钟，停止加热；将停止加热后的溶液冷却至室温，用80目过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液。
将所制的甲醛分解溶液喷洒到刚装修的房间内的家具及墙面上进行甲醛净化性能测试，22℃时甲醛的初始转化率为90％，3h后甲醛转化率降为61％。
实施例3
一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的制备方法，包括以下步骤：
将150μm粉剂活性炭浸泡在浓度为15％的硝酸和15％的双氧水的混合溶液20ml中，在常温状态下放置8h，取出后于130℃烘干；将前处理过的活性炭置于氢氧化钠溶液中，常温下浸泡8h，取出后于130℃烘干、干燥2h，将干燥后的活性炭在真空环境或者氮气的保护下，于200℃下焙烧2h，制得改性活性炭。将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入10nm二氧化钛、150μm的改性活性碳、250μm花粉，搅拌2h；将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性碳、花粉溶解；将溶解后溶液升温至45℃，保温30分钟，停止加热；将停止加热后的溶液冷却至室温，用80目过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液。
将所制的甲醛分解溶液喷洒到刚装修的房间内的家具及墙面上进行甲醛净化性能测试，22℃时甲醛的初始转化率为97％，3h后甲醛转化率降为72％。
如图1所示，本发明提供了一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液的作用原理：二氧化钛满的价带和空的导带之间的禁带宽度为3.26eV。在有少量水蒸气的空气中,当能量超过其禁带宽度的光子照射在其表面时,价带的电子会被激发到导带,在导带形成高活性的电子,同时在价带产生一个带正电的空穴,激发后产生的电子-空穴对很快从体内迁移到表面。在光催化氧化空气中微量甲醛的反应条件下,吸附在二氧化钛表面的空气中的氧气被光生电子还原为·O2-,微量水被空穴氧化为·OH。两者为甲醛的深度氧化提供了高活性的氧化剂。·O2-和·OH攻击甲醛的C—H键,与其活泼的H原子产生新自由基,激发链式反应,最终使甲醛分解为H2O和CO2。
甲醛分解溶液对室内甲醛的作用化学式：
h++OH-→·OH
h++H2O→·OH+H+
O2+e-→·O2-
CHO+·OH→HCOOH
本发明提供的一种花粉碳纳米的甲醛分解溶液及其制备方法，其优点是：二氧化钛是理想的光催化剂，但是需要在紫外线的作用下，才能进行正常的催化反应，活性炭一方面可以吸收部分紫外光和可见光，为二氧化钛进行催化反应提供条件；另一方面，活性炭的高比表面积形成的高吸附性能为二氧化钛提供了光催化反应环境，加快了室内污染物光催化降解的反应速率，通过扩散作用，二氧化钛分解了吸附在活性炭上的有机污染物。使活性炭可以循环使用，减少成本，环保节能。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种甲醛分解溶液的制备方法，所述甲醛分解溶液包括：按重量百分比计算，花粉10％、二氧化钛1％、活性炭5％、乙酸乙酯0.1％、蒸馏水83.9％；其特征在于：包括以下步骤：
1)将蒸馏水加入到搅拌釜内，依次加入二氧化钛、活性炭、花粉，搅拌2-8h；
2)将搅拌后的溶液加入到反应容器内，对反应容器进行加热，加热至30-40℃时加入乙酸乙酯，使二氧化钛、活性炭、花粉溶解；
3)将溶解后的溶液升温至45-55℃，保温30分钟，停止加热；
4)将停止加热后的溶液冷却至室温，用过滤网过滤，即得到无杂质的甲醛分解溶液；
其中，所述二氧化钛的颗粒度为15-50nm。
2.根据权利要求1所述的一种甲醛分解溶液的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述过滤网为80目过滤网。
3.根据权利要求1所述的一种甲醛分解溶液的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
活性炭前处理：将活性炭浸泡在酸性溶液中，在常温状态下放置8-24h，取出后于60-130℃烘干。
4.根据权利要求3所述的一种甲醛分解溶液的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为盐酸、硝酸、硫酸、双氧水、柠檬酸中的一种或多种混合而成。
5.根据权利要求3所述的一种甲醛分解溶液的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
活性炭改性：将前处理过的活性炭置于金属硝酸盐或者碱性溶液中，常温下浸泡8-24h，取出后于60-130℃烘干、干燥2-24h，将干燥后的活性炭在真空环境或者氮气的保护下，于200-500℃下焙烧2-4h，制得改性活性炭。
6.根据权利要求5所述的一种甲醛分解溶液的制备方法，其特征在于，所述金属硝酸盐溶液为硝酸锌、硝酸锰、硝酸镁中的一种；所述碱性溶液为氢氧化钠、氨水中的一种。
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