CN105148856B

CN105148856B - 可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105148856B
Application number: CN201510476938.5A
Authority: CN
Inventors: 钟芳
Original assignee: SUZHOU INDUSTRIAL PARK AZUREWIND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Anhui zewen Environmental Protection Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2035-08-06
Also published as: CN105148856A

Abstract

本发明公开了一种可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料及其制备方法。将空气净化材料载体进行酸化处理，水洗烘干后制得酸化的空气净化材料载体，将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10：0.5~1.0：0.2~0.4：0.05~0.12：0.1~0.3混溶制得混溶溶液，将所述酸化的空气净化材料载体浸渍于所述混溶溶液中进行反应，反应后烘干，即得所述空气净化材料。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，此外其对乙醛、乙酸和氨也具有很好的去除效果，使用方便而且制备工艺简单，实用性强。

Description

可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化材料及其制备方法，特别涉及一种可同时除甲醛、乙醛、乙酸和氨的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，乙醛和乙酸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和乙酸就是两个重要检测项目。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。乙酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用，对雄性生育指数有影响。

氨气，Ammonia， NH3，无色气体。有强烈的刺激气味可由氮和氢直接合成而制得，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。氨气挥发到大气中会引发酸雨，而随着降雨又会沉积于水体或土壤中造成植物富营养化或改变生态结构，从而影响生物的多样性。现今氨气污染是越来越严重，氨气排放得不到有效控制，对人们的生产生活造成了严重的影响。在我国农村由于耕作、积肥和施肥的传统方式，以及现阶段生活水平和有关设施的发展状况造成了比较严重的氨气恶臭污染。而我国城市人口集中，工业发展迅速和落后的生产工艺、设备，使得工业尾气氨的排放得不到较好控制，导致氨气污染。另外，污水处理厂以及水环境中氨污染也是越来越严重；以及室内空气中氨污染主要来自室内装饰材料，家具涂饰时所用的添加剂和增白剂大都使用氨水，以及高碱混凝土膨胀剂、含尿素的混凝土防冻剂都会释放氨气，因而，面对日益严峻的氨气污染问题，需要着重解决生活和工业氨气污染的问题，力求在现有的物力、财力条件允许的情况下，开发除氨材料，以有效解决氨气污染问题。

而现有的空气净化材料一般只能除其中的一种或两种气体，范围比较窄，效果不理想。

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，所得空气净化材料可同时去除甲醛、乙醛、乙酸和氨，且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：

一种可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料的制备方法，将空气净化材料载体进行酸化处理，水洗烘干后制得酸化的空气净化材料载体，将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10：0.5~1.0：0.2~0.4：0.05~0.12：0.1~0.3混溶制得混溶溶液，将所述酸化的空气净化材料载体浸渍于所述混溶溶液中进行反应，反应后烘干，即得所述空气净化材料。

根据本发明的进一步实施方案，所述的空气净化材料载体，可以是活性炭、氧化铝、硅胶、多孔分子筛、硅藻土、陶瓷等中的任意一种，优选地，所述的空气净化材料载体是活性炭或氧化铝。

根据本发明的进一步实施方案，所述空气净化材料载体在酸溶液中进行酸化处理，所述酸溶液是盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、碳酸溶液中的一种，所述酸溶液的体积浓度为0~50%，酸化处理时间为1~12h。优选地，用磷酸溶液进行酸化处理，磷酸溶液浓度20-35%，处理时间2-4h。

根据本发明的进一步实施方案：配制所述混溶溶液时，将氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖和乳清酸加入到水中，充分搅拌使其完全混溶，所述的混溶溶液中，氯化羟胺的浓度为50~100g/L，六次甲基四胺的浓度为20~40g/L，壳聚糖的浓度为5~12g/L，乳清酸的浓度为10~30g/L。

优选地，所述反应在温度0~40℃下进行，反应时间为2~3h，反应在搅拌条件下进行。在一个具体的实施方式中，可以使反应在温度25℃下进行，反应时间为2h。

优选地，酸化的空气净化材料和混溶溶液反应后在温度90~110℃下进行烘干。

本发明采取的又一技术方案是：一种由上述的制备方法制备得到的可去除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料。

优选地，所述空气净化材料为直径为2~4mm的柱形颗粒或球形颗粒。

更优选地，空气净化材料的比表面积为200~1300m²/g，堆积密度为0.4~0.75g/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、乙酸和氨的效果，可同时去除甲醛、乙醛、乙酸和氨气，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测试方法进行评价：

（1）甲醛去除率：将空气净化材料样品倒出搅拌均匀，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：1m³有机玻璃箱、搅拌风机、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：将空气净化材料样品倒出搅拌均匀，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：1m³有机玻璃箱、搅拌风机、温湿度计、亚都-1005AH净化机、日本GASTEC乙醛检测管、日本GASTEC采样器。

（3）乙酸去除率：将空气净化材料样品倒出搅拌均匀，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：1m³有机玻璃箱、搅拌风机、温湿度计、亚都-1005AH净化机、日本GASTEC乙酸检测管、日本GASTEC采样器。

（4）氨去除率：将空气净化材料样品倒出搅拌均匀，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：1m³有机玻璃箱、搅拌风机、温湿度计、亚都-1005AH净化机、日本GASTEC氨检测管、日本GASTEC采样器。

实施例1

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用球状氧化铝作为空气净化材料载体，将氧化铝置入25%体积浓度的磷酸溶液中进行酸化处理2h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的球状氧化铝备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.6:0.3:0.1:0.2混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的球状氧化铝浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

（3）、在温度100~110℃下进行烘干处理，即得所述空气净化材料。该空气净化材料为球形颗粒状，颗粒直径为2~3mm；该空气净化材料的比表面积为200~350m²/g，堆积密度为0.65~0.75g/ml。

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.27ppm，甲醛去除率为75.5%；乙醛初始浓度C₀为10.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为3ppm，乙醛去除率为71.4%；乙酸初始浓度C₀为9ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2.5ppm，乙酸去除率为72.2%；氨初始浓度C₀为10.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2ppm，氨去除率为81.0%。

实施例2

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用球状氧化铝作为空气净化材料载体，将氧化铝置入30%体积浓度的磷酸溶液中进行酸化处理3h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的球状氧化铝备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.8:0.2:0.08:0.25混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的所述球状氧化铝浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.25ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.23ppm，甲醛去除率为81.6%；乙醛初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2ppm，乙醛去除率为80.0%；乙酸初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1.5ppm，乙酸去除率为85.0%；氨初始浓度C₀为12ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2ppm，氨去除率为83.3%。

实施例3

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用柱状活性炭作为空气净化材料载体，将活性炭置入25%体积浓度的磷酸溶液中进行酸化处理3h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的柱状活性炭备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.6:0.3:0.1:0.2混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的柱状活性炭浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

（3）、在温度100~110℃下进行烘干处理，即得所述空气净化材料。该空气净化材料为柱形颗粒状，颗粒直径为2~2.5mm；该空气净化材料的比表面积为900~1300m²/g，堆积密度为0.4~0.55g/ml。

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.14ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.13ppm，甲醛去除率为88.6%；乙醛初始浓度C₀为10.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1.5ppm，乙醛去除率为85.7%；乙酸初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1.0ppm，乙酸去除率为90.0%；氨初始浓度C₀为11ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1.5ppm，氨去除率为86.4%。

实施例4

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用柱状活性炭作为空气净化材料载体，将活性炭置入30%体积浓度的磷酸溶液中进行酸化处理3h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的柱状活性炭备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.8:0.2:0.08:0.25混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的柱状活性炭浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.09ppm，甲醛去除率为91.8%；乙醛初始浓度C₀为12ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1.5ppm，乙醛去除率为87.5%；乙酸初始浓度C₀为12ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1ppm，乙酸去除率为91.7%；氨初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1ppm，氨去除率为90.0%。

实施例5

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用柱状活性炭作为空气净化材料载体，将活性炭置入30%体积浓度的磷酸溶液中进行酸化处理4h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的柱状活性炭备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.7:0.2:0.06:0.3混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的柱状活性炭浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.07ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.05ppm，甲醛去除率为95.3%；乙醛初始浓度C₀为11.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为1ppm，乙醛去除率为91.3%；乙酸初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.5ppm，乙酸去除率为95.0%；氨初始浓度C₀为12ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.5ppm，氨去除率为95.8%。

实施例6

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用多孔分子筛作为空气净化材料载体，将多孔分子筛置入20%体积浓度的盐酸溶液中进行酸化处理2h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的多孔分子筛备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:0.5:0.4:0.0.05:0.1混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的多孔分子筛浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应2h;

（3）、在温度100~110℃下进行烘干处理，即得所述空气净化材料。该空气净化材料为球形颗粒状，颗粒直径为2~3mm；该空气净化材料的比表面积为700~1000m²/g，堆积密度为0.5~0.65g/ml。

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.05ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.23ppm，甲醛去除率为78.1%；乙醛初始浓度C₀为11ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2.5ppm，乙醛去除率为77.3%；乙酸初始浓度C₀为10.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为2ppm，乙酸去除率为81.0%；氨初始浓度C₀为12ppm，30分钟终止浓度C₃₀为3ppm，氨去除率为75.0%。

实施例7

本实例提供一种空气净化材料，其依次通过如下步骤制备：

（1）、选用硅藻土作为空气净化材料载体，将硅藻土置入15%体积浓度的硫酸溶液中进行酸化处理12h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的硅藻土备用；

（2）、将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10:1.0:0.2:0.12:0.3混合，充分搅拌使其完全混溶制得混溶溶液，再将所述已酸化的柱状活性炭浸渍于上述混溶溶液中，在温度0~40℃下充分搅拌反应3h;

（3）、在温度100~110℃下进行烘干处理，即得所述空气净化材料。该空气净化材料为球形颗粒状，颗粒直径为2~3mm；该空气净化材料的比表面积为200~300m²/g，堆积密度为0.65~0.75g/ml。

经上述测试方法对该空气净化材料进行评价的结果如下：甲醛初始浓度C₀为1.14ppm，30分钟终止浓度C₃₀为0.35ppm，甲醛去除率为69.3%；乙醛初始浓度C₀为10ppm，30分钟终止浓度C₃₀为3.5ppm，乙醛去除率为65.0%；乙酸初始浓度C₀为11.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为4ppm，乙酸去除率为65.2%；氨初始浓度C₀为12.5ppm，30分钟终止浓度C₃₀为4ppm，氨去除率为68.0%。

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

1.一种可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料的制备方法，其特征在于：将空气净化材料载体进行酸化处理，水洗烘干后制得酸化的空气净化材料载体，将水、氯化羟胺、六次甲基四胺、壳聚糖、乳清酸按质量比10：0.5~1.0：0.2~0.4：0.05~0.12：0.1~0.3混溶制得混溶溶液，将所述酸化的空气净化材料载体浸渍于所述混溶溶液中进行反应，反应后烘干，即得所述空气净化材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述空气净化材料载体是活性炭、氧化铝、硅胶、多孔分子筛、硅藻土、陶瓷中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述空气净化材料载体在酸溶液中进行酸化处理，所述酸溶液是盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、碳酸溶液中的一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述酸溶液的体积浓度大于0且小于等于50%，酸化处理时间为1~12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：酸化的空气净化材料载体水洗后的溶液pH值大于6。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述反应在温度0~40℃下进行，反应时间为2~3h，反应在搅拌条件下进行。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：酸化的空气净化材料和混溶溶液反应后在温度90~110℃下进行烘干。

8.一种由权利要求1至7中任一项权利要求所述的制备方法制备得到的可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料。

9.根据权利要求8所述的可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料，其特征在于：所述空气净化材料为直径为2~4mm的柱形颗粒或球形颗粒。

10.根据权利要求9所述的可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料，其特征在于：所述空气净化材料的比表面积为100~1300m²/g，堆积密度为0.4~0.75g/ml。