CN106746950A - 一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料 - Google Patents

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Abstract

一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，本发明涉及一种可净化空气的硅藻泥墙壁材料。该硅藻泥墙壁材料按主要由硅藻土、电气石粉、累托石粉、欧泊石粉、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅制成。本发明可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料有效净化分解污染物的时间至少为120天，大大延长了净化分解污染物的时间。

Description

一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料
技术领域
本发明涉及一种可净化空气的硅藻泥墙壁材料。
背景技术
因甲醛、苯系物、氡、氨等室内空气污染而引发的肺癌、白血病、不孕、胎儿畸形、皮肤癌、鼻癌、咽喉癌等病症近年来屡见不鲜，室内装修污染是罪魁祸首。室内空气污染引起的全球性的人口发病率和死亡率还在不断攀升，已被世界卫生组织列为人类健康的十大威胁之一。国家疾控中心的抽样检测调查发现，我国7成新装居民住宅的存在装修污染，其中6成甲醛超标。为了健康，具有吸附作用的硅藻土被视为最具潜力的环保涂料。但是硅藻土本身只能将污染物吸附在空穴中，当外界环境发生变化时，污染物会从空穴中逃逸并扩散到空气中。因此，在硅藻土中加入光触媒(如纳米二氧化钛等)成为新的研究热点。
在硅藻土中加入纳米二氧化钛及其他物质的产品已有很多，这些产品在有光照(紫外线)的情况下能够分解甲醛等有害物质，从而避免了被吸附的污染物逃逸。但是，目前这些加入光触媒的硅藻土产品对于空气的有效净化时间均不超过35天；其与水混合涂覆使用的第1～15天甲醛转化率(分解率)一直保持在较高水平，随后逐渐衰退，至第30天甲醛转化率基本都降至1％以下，存在净化分解污染物时间短的缺陷。
发明内容
本发明的目的为了改善现有加入光触媒的硅藻土产品有效净化分解污染物时间短的缺陷，而提供的一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
本发明可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比主要由35～45份的硅藻土、7～13份的电气石粉、7～13份的累托石粉、15～25份的欧泊石粉、10～20份的镧系元素氧化物粉末和3～7份的纳米二氧化硅制成。
本发明可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料与水按1︰0.9的重量比混合均匀，然后即可涂覆。
本发明可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料有效净化分解污染物的时间至少为120天，大大延长了净化分解污染物的时间，可以更为有效的保护人体健康。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比主要由35～45份的硅藻土、7～13份的电气石粉、7～13份的累托石粉、15～25份的欧泊石粉、10～20份的镧系元素氧化物粉末和3～7份的纳米二氧化硅制成。
本实施方式中可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料的制备方法：按重量份数比称取硅藻土、电气石粉、累托石粉、欧泊石粉、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅，然后将电气石粉、累托石粉、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅放入干粉搅拌机中充分高速搅拌，得到1号混合物；再将称取的硅藻土放入真空搅拌机内抽真空，而后加入欧泊石粉和1号混合物加入真空搅拌机与硅藻土充分混合、负载，即得到本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料对苯系物、氡、氨等空气污染物均具有催化氧化分解去除的效果。
在反应器空速为50000h-1、室温条件下本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料对空气自然菌和白色葡萄球菌或其他适用非致病性微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、肺炎克雷伯氏菌等)30分钟的杀菌率为高达99.8％以上。(检测方法采用广州工业微生物检测中心拟定的空气净化除菌检测方法)
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：硅藻泥墙壁材料按重量份数比主要由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。其它步骤及参数与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：该硅藻泥墙壁材料按重量份数比还包括3～7份的羟丙基甲基纤维素。其它步骤及参数与实施方式一或二相同。
本实施方式硅藻泥墙壁材料与水混合后涂覆具有结合强度高、不易脱落，硅藻泥墙壁材料涂层分散、稳定性好，并有助于硅藻泥墙壁材料在水中分散悬浮。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三的不同点是：该硅藻泥墙壁材料按重量份数比还包括3～7份的纳米二氧化钛。其它步骤及参数与实施方式一、二或三相同。
本实施方式中纳米二氧化钛的加入有助于提高硅藻泥墙壁材料的光催化效果，加速污染物的分解和去除。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四的不同点是：电气石粉的粒径为<100nm、累托石粉的粒径为<100nm、欧泊石粉的粒径为<100nm、镧系元素氧化物粉末的粒径为<100nm、纳米二氧化硅的粒径为<100nm。
电气石、累托石、欧泊石、镧系元素氧化物粉末及纳米二氧化硅采用纳米级材料能够提高负载量、增加表面积，增加与污染物的接触几率。同时，多种纳米级材料间相互作用增加和提升了硅藻泥墙壁材料的性能。
实施例1
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由35份的硅藻土、13份的电气石粉、7份的累托石粉、25份的欧泊石粉、10份的镧系元素氧化物粉末和3份的纳米二氧化硅制成。
本实施方式中可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料的制备方法：按重量份数比称取硅藻土、粒径<100nm的电气石粉、粒径<100nm的累托石粉、粒径<100nm的欧泊石粉、粒径<100nm的镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅，然后将电气石粉、累托石粉、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅放入干粉搅拌机中充分高速搅拌，得到1号混合物；再将称取的硅藻土放入真空搅拌机内抽真空，而后加入欧泊石粉和1号混合物加入真空搅拌机与硅藻土充分混合、负载，即得到本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
实施例2
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由45份的硅藻土、7份的电气石粉、13份的累托石粉、15份的欧泊石粉、20份的镧系元素氧化物粉末和7份的纳米二氧化硅制成。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、5份的羟丙基甲基纤维素、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。
本实施方式中可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料的制备方法：按重量份数比称取硅藻土、粒径<100nm的电气石粉、粒径<100nm的累托石粉、粒径<100nm的欧泊石粉、羟丙基甲基纤维素、粒径<100nm的镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅，然后将电气石粉、累托石粉、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅放入干粉搅拌机中充分高速搅拌，得到1号混合物；再将称取的硅藻土放入真空搅拌机内抽真空，而后加入欧泊石粉、羟丙基甲基纤维素和1号混合物加入真空搅拌机与硅藻土充分混合、负载，即得到本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
实施例5
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、5份的纳米二氧化钛、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。
本实施方式中可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料的制备方法：按重量份数比称取硅藻土、粒径<100nm的电气石粉、粒径<100nm的累托石粉、粒径<100nm的欧泊石粉、纳米二氧化钛、粒径<100nm的镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅，然后将电气石粉、累托石粉、纳米二氧化钛、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅放入干粉搅拌机中充分高速搅拌，得到1号混合物；再将称取的硅藻土放入真空搅拌机内抽真空，而后加入欧泊石粉和1号混合物加入真空搅拌机与硅藻土充分混合、负载，即得到本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
实施例6
可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料按重量份数比由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、5份的纳米二氧化钛、5份的羟丙基甲基纤维素、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。
本实施方式中可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料的制备方法：按重量份数比称取硅藻土、粒径<100nm的电气石粉、粒径<100nm的累托石粉、粒径<100nm的欧泊石粉、羟丙基甲基纤维素、纳米二氧化钛、粒径<100nm的镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅，然后将电气石粉、累托石粉、纳米二氧化钛、镧系元素氧化物粉末和纳米二氧化硅放入干粉搅拌机中充分高速搅拌，得到1号混合物；再将称取的硅藻土放入真空搅拌机内抽真空，而后加入欧泊石粉、羟丙基甲基纤维素和1号混合物加入真空搅拌机与硅藻土充分混合、负载，即得到本实施方式可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料。
对比实施例A
硅藻土涂料，按质量百分比计，该硅藻土涂料包括二氧化钛5％、纳米二氧化钛8％、白炭黑5％、纳米碳酸钙2％、纳米二氧化硅5％、纳米三氧化钨10％、麦饭石粉末4％、电气石粉末2％、海泡石材料6％、甲壳素5％、氧化石墨烯3％、云母粉1％、纳米活性炭7％、酞菁化合物0.5％，余量为硅藻土。
该硅藻土涂料的pH值为4，纳米二氧化钛的粒径为5nm，纳米三氧化钨的粒径为4nm，麦饭石粉末的颗粒度位380目，电气石粉末的颗粒度为400目，酞菁化合物的晶形为α晶形。
对比实施例B
硅藻土涂料，按质量百分比计，该硅藻土涂料包括二氧化钛10％、纳米二氧化钛3％、白炭黑2％、纳米碳酸钙3％、纳米二氧化硅4％、纳米三氧化钨18％、麦饭石粉末3％、电气石粉末1％、海泡石材料8％、甲壳素7％、氧化石墨烯6％、云母粉0.5％、纳米活性炭1％、酞菁化合物0.4％，余量为硅藻土。
该硅藻土涂料的pH值为6，纳米二氧化钛的粒径为10nm，纳米三氧化钨的粒径为2nm，麦饭石粉末的颗粒度位500目，电气石粉末的颗粒度为600目，酞菁化合物为氮杂-酞菁，其晶形为A晶形。
对比实施例C
将硅藻岩晾干后除杂，将除杂后的硅藻岩投入回转窑中在900℃下煅烧，煅烧至二氧化硅含量达到90％；向100g煅烧后的硅藻岩中加入5g活性氧化锌进行活化，活化40min后继续加入1g十八烷酸进行改性，改性40min后得到十八烷酸改性的硅藻岩。然后向制备的十八烷酸改性的硅藻岩中加入纳米电气石粉、纳米二氧化钛、无机凝胶粉和适量水，搅拌30min后得到混合物。其中，按重量份数比改性硅藻岩45份、纳米电气石粉10份、纳米氧化锌12份、纳米二氧化钛8份、无机凝胶粉25份。
实验：
将实施例1～6以及对比实施例A、B、C相同质量的硅藻土材料与水混合后分别涂覆在面积相同的木板上，然后再在湿度为65％、室温、甲醛浓度为100ppm条件下进行除甲醛实验，光照条件相同，反应器空速为50000h-1，各实验装置内甲醛浓度每48h恢复为100ppm。
实验结果如表1所示。实验证明本发明可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料有效净化分解污染物的时间长达120天，远远超过现有产品(对比实施例A、B、C)的不足30天。
表1

Claims (5)

1.一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，其特征在于该硅藻泥墙壁材料按重量份数比主要由35～45份的硅藻土、7～13份的电气石粉、7～13份的累托石粉、15～25份的欧泊石粉、10～20份的镧系元素氧化物粉末和3～7份的纳米二氧化硅制成。
2.根据权利要求1所述的可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，其特征在于该硅藻泥墙壁材料按重量份数比主要由40份的硅藻土、10份的电气石粉、10份的累托石粉、20份的欧泊石粉、15份的镧系元素氧化物粉末和5份的纳米二氧化硅制成。
3.根据权利要求1或2所述的可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，其特征在于该硅藻泥墙壁材料按重量份数比还包括3～7份的羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1或2所述的可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，其特征在于该硅藻泥墙壁材料按重量份数比还包括3～7份的纳米二氧化钛。
5.根据权利要求1所述的可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料，其特征在于电气石粉的粒径为<100nm、累托石粉的粒径为<100nm、欧泊石粉的粒径为<100nm、镧系元素氧化物粉末的粒径为<100nm、纳米二氧化硅的粒径为<100nm。
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