CN106540665A - 一种甲醛吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于甲醛吸附技术领域，特别涉及一种甲醛吸附剂。本发明所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉10～50份、乙烯脲5～20份、微晶纤维素3～6份、纳米TiO2 5～10份。本发明选用硅藻土作为载体，其自身具有质轻、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强等天然特点，加之对硅藻土的改性，使得超细硅藻土粉具有更好的耐潮、不霉变、防虫蛀等技术优点，使其在甲醛吸附技术领域中具有附加优势，深度开发硅藻土的价值。本发明的甲醛吸附剂通过乙烯脲等多种功能组分的配合，克服单一使用乙烯脲水溶剂作用时间短的问题，同时在各组分的协同作用下，吸附并消除甲醛的效果更好。

Description

一种甲醛吸附剂
技术领域
本发明属于甲醛吸附技术领域，特别涉及一种甲醛吸附剂。
背景技术
甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。长期接触低浓度甲醛会引起慢性呼吸道疾病，鼻咽癌、结肠癌、脑癌、月经紊乱、细胞核的基因突变、妊娠综合症、白血病、记忆力和智力下降等。在所有接触者中，儿童、孕妇和老人对甲醛尤为敏感，危害也更大。国际癌症研究组织已建议将其作为可疑致癌物对待。
生活中甲醛通常来源于装饰、装修材料、家具和涂料等，尤以人造板材及其使用的粘胶剂为甚，人造板材包括饰面人造板、胶合板、刨花板、纤维板、复合地板等，他们在生产过程中使用含有甲醛的酚醛和脲醛树脂，根据统计显示，国内人造板材90%以上采用脲醛胶进行压制，因而在应用时固然会产生游离甲醛，应用在家具制造或者其他板材应用中往往会对人体产生一定的影响。
目前，市场上通过使用甲醛吸附剂来达到除去游离甲醛的目的。一般有三种途径可以吸附甲醛，为化学吸附、物理吸附以及化学与物理共同吸附。化学吸附甲醛有多种方式，如：1）采用光催化分解使甲醛分解成CO2和H2O；2）催化氧化甲醛；3）以氨基为主要活性官能团与甲醛发生席夫碱反应，从而吸收甲醛。物理吸附甲醛是依靠吸附剂本身大的比表面积，其有一定的吸附中心，但物理吸附是一个可逆过程，在一定条件下，吸附剂会脱附甲醛。
目前，以多孔结构吸附甲醛，然后再以化学法与甲醛反应，做到彻底的去除甲醛仍是当前的研究热点。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供一种甲醛吸附剂，本发明的甲醛吸附剂是结合物理吸附和化学吸附的技术原理而制得，具有吸附彻底、分解效果好的技术优势。
实现本发明而采用的技术方案为：一种甲醛吸附剂，所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉10～50份、乙烯脲5～20份、微晶纤维素3～6份、纳米TiO2 5～10份。
优选地，本发明所述的超细硅藻土粉由以下改性步骤制得：1）将丙烯酰胺和木质素磺酸钠溶解于蒸馏水中，制得木质素磺酸钠和丙烯酰胺的混合水溶液；2）继续加入硅藻土，搅拌分散均匀，调节pH为3～5；3）继续加入过硫酸钾，在70～80℃下反应2～3小时，反应完成后在90～100℃下熟化0.5～2小时，得到反应产物；4）将制得的产物经抽滤、洗涤、干燥、研磨后，得到超细硅藻土粉。
其中，步骤1）中所述的丙烯酰胺、木质素磺酸钠与蒸馏水的质量体积比为（5～8）g：1g：20mL；步骤2）中所述的硅藻土与丙烯酰胺的质量比为（10～20）：1；步骤3）中所述的过硫酸钾与丙烯酰胺的质量比为（0.005～0.05）：1。
步骤4）中所述的干燥，干燥温度为120～130℃，干燥时间为2～4小时，研磨后的超细硅藻土粉的平均粒度为100～200目。
进一步优选地，本发明所述甲醛吸附剂还含有组分及其含量为纳米ZnO/纳米TiO2复合材料10～30份。
其中，所述的纳米ZnO/纳米TiO2复合材料由如下步骤制得：1）将醋酸锌分散于乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液，其中，所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g：10mL；2）将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液，其中，所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g：10mL；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料。
其中，步骤3）中所述的醋酸锌分散液与钛酸丁酯分散液的体积比为1：（1～5）。
步骤4）中所述的焙烧，焙烧条件为：在氮气气氛的保护下，从室温加热到250℃，升温速率为5℃/min，并维持250℃半小时；从250℃加热到500℃，升温速率为10℃/min，并维持500℃2个小时；最后在氮气保护下随炉降温。
与现有技术相比，本发明的技术优点在于：
1）本发明选用硅藻土作为载体，其自身具有质轻、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强等天然特点，加之对硅藻土的改性，使得超细硅藻土粉具有更好的耐潮、不霉变、防虫蛀等技术优点，使其在甲醛吸附技术领域中具有附加优势，深度开发硅藻土的价值。
2）本发明的甲醛吸附剂通过乙烯脲等多种功能组分的配合，克服单一使用乙烯脲水溶剂作用时间短的问题，同时在各组分的协同作用下，吸附并消除甲醛的效果更好。
3）本发明还含有的功能组分纳米ZnO/纳米TiO2复合材料，其不仅克服了纳米二氧化钛自身团聚的问题，还能在甲醛吸附后稳定的进行甲醛分解作用。另外，纳米ZnO具有较好的抗菌特性，通过在复合过程中调整纳米ZnO/纳米TiO2的用量配比，可制得不同特性的纳米ZnO/纳米TiO2复合材料，拓展纳米ZnO/纳米TiO2复合材料的应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地描述，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
本发明一种甲醛吸附剂，该甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉10～50份、乙烯脲5～20份、微晶纤维素3～6份、纳米TiO2 5～10份。
为了提高超细硅藻土粉的耐潮、不霉变、防虫蛀等性能，本发明所述的超细硅藻土粉通过以下步骤进行改性：1）将丙烯酰胺和木质素磺酸钠溶解于蒸馏水中，制得木质素磺酸钠和丙烯酰胺的混合水溶液；2）继续加入硅藻土，搅拌分散均匀，调节pH为3～5；3）继续加入过硫酸钾，在70～80℃下反应2～3小时，反应完成后在90～100℃下熟化0.5～2小时，得到反应产物；4）将制得的产物经抽滤、洗涤、干燥、研磨后，得到超细硅藻土粉。
为了克服纳米二氧化钛自身团聚的问题，并且保证纳米二氧化钛功能组分能够在甲醛吸附后稳定的进行甲醛分解作用，本发明对纳米二氧化钛进行了复合改性，制得了纳米ZnO/纳米TiO2复合材料，具体制备步骤如下：1）将醋酸锌分散于乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液；2）将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料。
实施例1
一种甲醛吸附剂，所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉30份、乙烯脲15份、微晶纤维素4份、纳米TiO2 5份。其中，所述的超细硅藻土粉和纳米TiO2均选用市售产品，超细硅藻土粉粒度为200目，纳米TiO2粒径为5nm。
实施例2
一种甲醛吸附剂，所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉50份、乙烯脲5份、微晶纤维素3份、纳米TiO2 10份、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料15份。其中，纳米TiO2选用市售产品，纳米TiO2粒径为10nm。
其中，超细硅藻土粉通过以下步骤改性：1）将50克丙烯酰胺和10克木质素磺酸钠溶解于200mL蒸馏水中，制得木质素磺酸钠和丙烯酰胺的混合水溶液；2）继续加入1000克平均粒度为200目的硅藻土，搅拌分散均匀，调节pH为3；3）继续加入过硫酸钾0.25克，在75℃下反应2小时，反应完成后在95℃下熟化1小时，得到反应产物；4）将制得的产物经抽滤、洗涤，在120℃下干燥4小时，经研磨后得到超细硅藻土粉，粒度为200目。
实施例3
一种甲醛吸附剂，所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉10份、乙烯脲20份、微晶纤维素6份、纳米TiO2 8份、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料20份。其中，纳米TiO2选用市售产品，纳米TiO2粒径为10nm。
其中，超细硅藻土粉通过以下步骤改性：1）将80克丙烯酰胺和10克木质素磺酸钠溶解于200mL蒸馏水中，制得木质素磺酸钠和丙烯酰胺的混合水溶液；2）继续加入800克平均粒度为100目的硅藻土，搅拌分散均匀，调节pH为5；3）继续加入过硫酸钾4克，在70℃下反应3小时，反应完成后在100℃下熟化0.5小时，得到反应产物；4）将制得的产物经抽滤、洗涤，在130℃下干燥2小时，研磨后得到超细硅藻土粉，粒度为100目。
其中，纳米ZnO/纳米TiO2复合材料由如下步骤制得：1）将10克醋酸锌分散于100mL乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液；2）将10克酞酸丁酯分散于100mL乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液按体积比1：5进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后在氮气气氛的保护下，从室温加热到250℃，升温速率为5℃/min，并维持250℃半小时；从250℃加热到500℃，升温速率为10℃/min，并维持500℃2个小时；最后在氮气保护下随炉降温。
实施例4
一种甲醛吸附剂，所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉40份、乙烯脲10份、微晶纤维素5份、纳米ZnO/纳米TiO2复合材料10份。
其中，纳米ZnO/纳米TiO2复合材料由如下步骤制得：1）将10克醋酸锌分散于100mL乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液；2）将10克酞酸丁酯分散于100mL乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液按体积比1：4进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后在氮气气氛的保护下，从室温加热到250℃，升温速率为5℃/min，并维持250℃半小时；从250℃加热到500℃，升温速率为10℃/min，并维持500℃2个小时；最后在氮气保护下随炉降温。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。

Claims (10)

1.一种甲醛吸附剂，其特征在于：所述甲醛吸附剂由以下组分及含量组成：超细硅藻土粉10～50份、乙烯脲5～20份、微晶纤维素3～6份、纳米TiO25～10份。
2.根据权利要求1所述的甲醛吸附剂，其特征在于：所述的超细硅藻土粉由以下改性步骤制得：1）将丙烯酰胺和木质素磺酸钠溶解于蒸馏水中，制得木质素磺酸钠和丙烯酰胺的混合水溶液；2）继续加入硅藻土，搅拌分散均匀，调节pH为3～5；3）继续加入过硫酸钾，在70～80℃下反应2～3小时，反应完成后在90～100℃下熟化0.5～2小时，得到反应产物；4）将制得的产物经抽滤、洗涤、干燥、研磨后，得到超细硅藻土粉。
3.根据权利要求2所述的甲醛吸附剂，其特征在于：步骤1）中所述的丙烯酰胺、木质素磺酸钠与蒸馏水的质量体积比为（5～8）g：1g：20mL；步骤2）中所述的硅藻土与丙烯酰胺的质量比为（10～20）：1；步骤3）中所述的过硫酸钾与丙烯酰胺的质量比为（0.005～0.05）：1。
4.根据权利要求2所述的甲醛吸附剂，其特征在于：步骤4）中所述的干燥，干燥温度为120～130℃，干燥时间为2～4小时，研磨后的超细硅藻土粉的平均粒度为100～200目。
5.根据权利要求1所述的甲醛吸附剂，其特征在于：所述甲醛吸附剂还含有组分及其含量为：ZnO/纳米TiO2复合材料10～30份。
6.根据权利要求5所述的甲醛吸附剂，其特征在于：所述的纳米ZnO/纳米TiO2复合材料由如下步骤制得：1）将醋酸锌分散于乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液，其中，所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g：10mL；2）将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液，其中，所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g：10mL；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料。
7.根据权利要求6所述的甲醛吸附剂，其特征在于：步骤3）中所述的醋酸锌分散液与钛酸丁酯分散液的体积比为1：（1～5）。
8.根据权利要求6所述的甲醛吸附剂，其特征在于：步骤4）中所述的焙烧，焙烧条件为：在氮气气氛的保护下，从室温加热到250℃，升温速率为5℃/min，并维持250℃半小时；从250℃加热到500℃，升温速率为10℃/min，并维持500℃2个小时；最后在氮气保护下随炉降温。
9.根据权利要求1所述的一种甲醛吸附剂，其特征在于：所述甲醛吸附剂由ZnO/纳米TiO2复合材料代替纳米TiO2纳米。
10.根据权利要求9所述的一种甲醛吸附剂，其特征在于：所述的ZnO/纳米TiO2复合材料由如下步骤制得：1）将醋酸锌分散于乙醇溶剂中，制得醋酸锌分散液，其中，所述醋酸锌与乙醇的质量体积比为1g：10mL；2）将酞酸丁酯分散于乙醇溶剂中，制得钛酸丁酯分散液，其中，所述酞酸丁酯与乙醇的质量体积比为1g：10mL；3）将步骤1）制得的醋酸锌分散液和步骤2）制得的钛酸丁酯分散液进行混合搅拌至完全凝胶，老化、干燥，最后经焙烧制得纳米ZnO/纳米TiO2复合材料。
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