CN106954637B - 一种除臭防霉去甲醛的熏香及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除臭防霉去甲醛的熏香及其制备方法，其以纳米催化材料Ag@SrαMnβZr1‑0.5α‑0.5βP2O7‑TiO2与纳米无机材料XY3Al6B3Si6O27(OH)4复合作为活性材料，以分散剂、防沉剂、吸附剂、粘结剂作为辅材料，以水或酒精作为分散介质，制成活性镀液，再将其以浸渍提拉、涂布施胶或喷涂的方式镀在香体表面，制得所述熏香。本发明所制备的熏香能起到清新空气、除臭、防霉及去除甲醛的作用，可存放于书房、客厅、卧室、卫生间、衣柜、储物间等，具有应用范围广、实用性强等特点。

Description

一种除臭防霉去甲醛的熏香及其制备方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种除臭防霉去甲醛的熏香及其制备方法。
背景技术
熏香历史悠久，除了广泛用于宗教信仰、祭拜活动，也可当作日常生活用品起到养生提神、消除疲劳的作用。随着人们生活水平的提高、居住环境的改善，人们越来越多关注居家空气质量。熏香可以产生清新优雅、沁人心脾、安神开窍的香气，还能祛除房间异味。一些具有养生、保健、祛病、抗病菌等功能性香产品获得了开发与应用。如发明专利“保健香及其制造方法”（申请号：96115043.2）公开了一种保健香的制造方法，即在做佛香的基础上添加了具有防病、祛病、灭菌、净化室内空气作用的纯天然中草药；发明专利“薰香防霉防蛀剂”（申请号：92105078.X）公开了一种薰香防霉防蛀剂的制作，其是由香料和戊二酮混合组成，放置衣柜中，能在常温下使柜中形成香味药气膜，从而抑制、杀灭霉菌和蛀虫；发明专利“一种空气消毒熏香的制作方法”（申请号：200810143867.7）公开了用一些中药制作的香能杀灭空气中的致病菌，发明专利“一种禽用消毒灭菌香的制备方法”（申请号：91102349.6）公开了一种由中草药穿心莲、千里光、蒲公英等制备灭菌香的方法，利用薰香在禽舍杀灭病毒、达到消毒灭菌，防病治病的效果，用于熏治鸡新域疫及鸡法式囊病；发明专利“一种中药熏香及其制备方法”（申请号：201410487058.3）公开了用一些中药制作的薰香具有安神、助眠及防蚊虫等功效。由此可见，上述公开技术都是利用中草药作为香药开发熏香作为抗菌、防霉、消毒等功能性香产品。
本发明以纳米材料Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2(α=0.01-0.15，β=0.001-0.05)及纳米无极材料XY3Al6B3Si6O27(OH)4(X=Na、Ca；Y=Fe、Mg、Mn)作为活性材料，以分散剂、防沉剂、吸附剂、粘结剂作为辅材料，以水或酒精作为分散介质，配制成乳浊液、胶粘体或喷剂，从而在熏香表面镀上一层活性材料，赋予熏香除臭防霉去甲醛的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除臭防霉去甲醛的熏香及其制备方法，其通过在香体表面涂覆活性材料，使制得的熏香具有清新空气、除臭、防霉及去除甲醛的作用，可存放于书房、客厅、卧室、卫生间、衣柜、储物间等。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种除臭防霉去甲醛的熏香，其制备方法包括以下步骤：
1）将纳米催化材料Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2（α=0.01-0.15，β=0.001-0.05）与纳米无机材料XY3Al6B3Si6O27(OH)4（X=Na、Ca；Y=Fe、Mg、Mn）混合作为活性材料，加入分散介质，配成活性材料浓度为30-200 g/L的溶液；
2）在搅拌条件下，在步骤1）所得溶液中加入分散剂、防沉剂，600 r/min球磨0.5-1h使其混合均匀；
3）在步骤2）所得混合液中加入吸附剂、粘结剂，并继续以600 r/min的转速球磨20min，制得活性镀液；
4）根据后续生产工艺，将所得活性镀液进一步制成乳浊液、胶黏剂或喷剂，然后采用浸渍提拉、涂布施胶或喷涂的方式在香体上镀上一层活性材料，经晾干后制得所述熏香。
所用纳米催化材料、纳米无机材料、分散剂、防沉剂、吸附剂、粘结剂的重量比为100：50-300：2-15：0.3-4：1.5-10：5-20。
所述分散介质为水或酒精；若分散介质为水则采用普通澄清的自来水或溪水，若使用酒精作为分散介质则可采用工业酒精。
所述分散剂为无机分散剂或有机分散剂；无机分散剂包括三聚磷酸钠、酒石酸钠；
所述防沉剂包括膨润土、气相二氧化硅、硅酸镁铝中的任意一种；
所述吸附剂为硅藻土或活性氧化铝；
所述粘结剂为膨润土或榆粉。
采用浸渍提拉工艺进行镀膜时，乳浊液的粘度为0.8-2.0 Pa·S，其中活性材料浓度为80-150 g/L；
采用涂布施胶工艺进行镀膜时，胶黏剂的粘度为1.5-5.0 Pa·S，其中活性材料浓度为140-200 g/L；
采用喷涂工艺进行镀膜时，喷剂的粘度为0.005-0.1 Pa·S，其中活性材料浓度为1-10 g/L。
熏香表面上的活性材料具有催化氧化活性，尤其在可见光照射下催化氧化活性更强。如图1所示，在可见光照射下活性材料SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7中的电子将被激发到激发态再经过上转换把电子激发到TiO2的导带上，而光激发后产生的空穴将迁移到TiO2价带上由此形成电位差，空气中的甲醛会被熏香表面上的吸附剂吸附到熏香表面上并被氧化降解。材料SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7表面上镀上纳米银离子后具有更强的催化氧化能力。此外，具有催化氧化能力的弱电极性固体电解质XY3Al6B3Si6O27(OH)4在没有光照的情况下也能够借助空气中的氧把甲醛氧化分解。
同时，涂覆的活性物质也可以催化降解蛋白质结构、不饱和烃有机小分子，从而能有效地消除房间里具有蛋白质结构、不饱和烃有机小分子的恶臭味物质。
此外，活性材料的表面活化能比较高，尤其是表面上镀有纳米银离子，因此当病菌或病毒接触到其表面时将被杀死清除掉，从而起到抑菌灭菌的作用。
经检测，本发明所制备的除臭防霉去甲醛的健康香对常见的病毒细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率可达83-90%，甲醛去除率能达到75-83%，可存放于书房、客厅、卧室、卫生间、衣柜、储物间等，起到清新空气、除臭、防霉及去除甲醛的作用，具有应用范围广、实用性强等特点。
附图说明
图1为本发明所制备熏香中活性材料催化氧化降解甲醛的机理图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2(α=0.01-0.15，β=0.001-0.05)的制备方法如下：
1. 载体材料SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2的制备：
a）按SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7(α=0.01-0.15，β=0.001-0.05)的化学计量比分别准确称取原料ZrOCl2·8H2O、(NH4)2HPO4、MnCO3、SrCO3，并按所制备SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7理论质量的5%-60%称取H3BO3作为助熔剂，按所制备SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7理论摩尔量的0.5-4倍称取柠檬酸；另按TiO2与所制备SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7的理论质量比为100:5-25称量粒径为5-25 nm的纳米TiO2（锐钛型或金红石型），按TiO2与分散剂（如聚丙烯酰胺）、稳定剂（如如聚乙二醇4000）的理论质量比为100:1-25:0.1-1.8分别称取分散剂和稳定剂；
b）把易溶于水的ZrOCl2·8H2O、(NH4)2HPO4、H3BO3、柠檬酸混合后，加蒸馏水配成总物质浓度为10-25wt%的混合物溶液A；将难溶于水的SrCO3、MnCO3混合，加入10mol/L的硝酸使其完全溶解，再加蒸馏水配成总物质浓度为10-40wt%的澄清溶液B；把溶液A与B混合均匀，获得AB混合溶液；
c）将所称量的分散剂、稳定剂与水在60℃下充分混合溶解形成均匀溶液，然后加入纳米TiO2，600 r/min球磨30min获得TiO2乳浊液C；乳浊液C中纳米TiO2的浓度为20-40wt%；
d）把所得AB混合溶液与乳浊液C混合，用25wt%的氨水或65wt%的硝酸调节溶液pH值在2.5~8.5之间，然后在60-90℃的水浴下持续搅拌至形成凝胶为止；
e）将形成的凝胶放在烘箱中，于100-120℃干燥6-12h，然后将干燥好的凝胶研磨后装入坩埚中，置于气氛马弗炉中，首先在空气气氛中以2-5℃/min的速率从室温升至400℃并在此温度下保温3-6h，然后在还原性气氛（H2和N2体积比为2-8:98-92）中以2-5℃/min的速率升至850-1050 ℃，并保温3-8h，最终获得SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2载体材料；
2. Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2的制备：
a）将分析纯硝酸银溶解于去离子水中，配成浓度为0.01~0.8 mol/L的硝酸银溶液；将分析纯EDTA二钠盐溶解于去离子水中，配成浓度为0.01~0.8 mol/L的EDTA溶液；将K25~K90聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶解于去离子水中，配成浓度为0.2~20.0 g/L的PVP溶液；将分析纯乙二醇和分析纯乙醛按体积比4~5:1配成乙二醇乙醛混合溶液；
b）按硝酸银与EDTA二钠盐的摩尔比为1:1~2、硝酸银与PVP的质量比为1:5~30、硝酸银与乙二醇乙醛混合溶液的摩尔体积比为1mol:5~30L分别量取所配制的硝酸银溶液、EDTA溶液及乙二醇乙醛混合溶液，并按硝酸银与SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2载体材料的质量比为1:100~200称取SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2载体材料；
c）将硝酸银溶液与EDTA溶液混合并搅拌30~45min，然后加入PVP溶液继续搅拌30min，并加入浓氨水调节溶液pH值为8~10，而后加入SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2载体材料并超声波振荡45~60min，最后在超声波振荡下按1 mL/min的速度滴加乙二醇乙醛混合溶液；
d）将步骤c）所得溶液移入内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，密封好后置于烘箱中，控制反应温度120~180℃、反应时间12~24h，最终获得表面负载有Ag的活性材料Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2。
抗菌率测定方法：采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，配成含菌量为105～106cfu/mL的细菌悬液；将具有除臭抗菌去甲醛功能的熏香和作为对照的普通熏香分别投入250mL的三角瓶中，分别加入95mL的磷酸盐缓冲液和5mL的菌液，于37℃振摇24h；取0.5mL振摇后的样液，用稀释平板涂布法计算活菌数，测定对照样品平均菌落数和被试样品平均菌落数，并按如下公式计算样品抗菌率：
抗菌率（%）＝（对照样品平均菌落数－被试样品平均菌落数）／对照样品平均菌落数×100%。
甲醛去除率测定方法：采用中华人民共和国建筑行业标准JCT 1074-2008“室内空气净化功能涂覆材料净化性能”测试所得具有除臭抗菌去甲醛功能的熏香的甲醛去除率。
实施例1
1）将10g纳米催化材料Ag@Sr0.1Mn0.02Zr0.94P2O7-TiO2与5g纳米无机材料CaMg3Al6B3Si6O27(OH)4混合作为活性材料，加100mL水配成活性材料浓度为150 g/L的溶液；
2）在搅拌条件下，在步骤1）所得溶液中加入0.2g酒石酸钠、0.03g膨润土，600 r/min球磨0.5h使其混合均匀；
3）在步骤2）所得混合液中加入0.15g活性氧化铝、0.5g榆粉，并继续以600 r/min的转速球磨20min，制得活性镀液；
4）将所得活性镀液进一步制成乳浊液，粘度为1.0 Pa·S，然后采用浸渍提拉法在香体上镀上一层活性材料，经晾干后制得负载活性材料的熏香。
所制得的负载活性材料的熏香对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到85%，甲醛去除率能达到80%。
实施例2
1）将20g纳米催化材料Ag@Sr0.06Mn0.01Zr0.965P2O7-TiO2与20g纳米无机材料CaFe3Al6B3Si6O27(OH)4混合作为活性材料，加入200mL酒精配成活性材料浓度为200 g/L的溶液；
2）在搅拌条件下，在步骤1）所得溶液中加入1.0g三聚磷酸钠、0.1g气相二氧化硅，600 r/min球磨1h使其混合均匀；
3）在步骤2）所得混合液中加入0.5g活性氧化铝、1.0g膨润土，并继续以600 r/min的转速球磨20min，制得活性镀液；
4）将所得活性镀液进一步制成胶黏剂，粘度为2.0 Pa·S，然后采用涂布施胶的方式在香体上镀上一层活性材料，经晾干后制得负载活性材料的熏香。
所制得的负载活性材料的熏香对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到90%，甲醛去除率能达到83%。
实施例3
1）将10g纳米催化材料Ag@Sr0.1Mn0.02Zr0.94P2O7-TiO2与30g纳米无机材料CaMn3Al6B3Si6O27(OH)4混合作为活性材料，加入1000mL酒精配成活性材料浓度为40 g/L的溶液；
2）在搅拌条件下，在步骤1）所得溶液中加入1.5g酒石酸钠、0.4g硅酸镁铝，600 r/min球磨1h使其混合均匀；
3）在步骤2）所得混合液中加入1.0g硅藻土、2.0g榆粉，并继续以600 r/min的转速球磨20min，制得活性镀液；
4）将所得活性镀液进一步制成喷剂，粘度为0.1 Pa·S，然后采用喷涂的方式在香体上镀上一层活性材料，经晾干后制得负载活性材料的熏香。
所制得的负载活性材料的熏香对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到83%，甲醛去除率能达到75%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种除臭防霉去甲醛的熏香的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将纳米催化材料与纳米无机材料混合作为活性材料，加入分散介质，配成活性材料浓度为30-200 g/L的溶液；
2）在搅拌条件下，在步骤1）所得溶液中加入分散剂、防沉剂，球磨0.5-1h使其混合均匀；
3）在步骤2）所得混合液中加入吸附剂、粘结剂，并继续球磨20min，制得活性镀液；
4）根据后续生产工艺，将所得活性镀液进一步制成乳浊液、胶黏剂或喷剂，然后采用浸渍提拉、涂布施胶或喷涂的方式在香体上镀上一层活性材料，经晾干后制得所述熏香；
所述纳米催化材料为Ag@SrαMnβZr1-0.5α-0.5βP2O7-TiO2，其中α=0.01-0.15，β=0.001-0.05；
所述纳米无机材料为XY3Al6B3Si6O27(OH)4，其中X为Na，Y为Fe、Mg或Mn。
2.根据权利要求1所述除臭防霉去甲醛的熏香的制备方法，其特征在于：所用纳米催化材料、纳米无机材料、分散剂、防沉剂、吸附剂、粘结剂的重量比为100：50-300：2-15：0.3-4：1.5-10：5-20。
3.根据权利要求1所述除臭防霉去甲醛的熏香的制备方法，其特征在于：所述分散介质为水或酒精；
所述分散剂为无机分散剂或有机分散剂；
所述防沉剂包括膨润土、气相二氧化硅、硅酸镁铝中的任意一种；
所述吸附剂为硅藻土或活性氧化铝；
所述粘结剂为膨润土或榆粉。
4. 根据权利要求1所述除臭防霉去甲醛的熏香的制备方法，其特征在于：操作中球磨的转速均为600 r/min。
5. 根据权利要求1所述除臭防霉去甲醛的熏香的制备方法，其特征在于：采用浸渍提拉工艺进行镀膜时，乳浊液的粘度为0.8-2.0 Pa·S，其中活性材料的浓度为80-150 g/L；
采用涂布施胶工艺进行镀膜时，胶黏剂的粘度为1.5-5.0 Pa·S，其中活性材料的浓度为140-200 g/L；
采用喷涂工艺进行镀膜时，喷剂的粘度为0.005-0.1 Pa·S，其中活性材料的浓度为1-10 g/L。
6.一种如权利要求1所述方法制备的除臭防霉去甲醛的熏香。
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