CN107042096A - 一种高效的空气净化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效的空气净化材料及其制备方法,该材料按照重量份的原料包括:活性炭80‑250份、甲壳素纳米纤维10‑50份、二氧化钛5‑35份、纳米氧化锆10‑60份、纳米紫草0.5‑4份、纳米氧化锌1‑15份、纳米薄荷0.5‑15份、环氧树脂5‑25份、钛酸乙酯40‑100份、柠檬酸5‑30份、聚乙二醇1‑15份、三聚磷酸钠5‑30份、无水乙醇150‑600份。将各原料搅拌混合均匀、蒸干、加热,压制成型,即得。本发明制得的空气净化材料,扩大了活性炭内、外比表面积,提高对甲醛、氨气以及其它挥发性有机污染物分子的吸附能力,达到净化室内空气,预防装修病,提高居住者的健康水平的目标。本发明采用原料易得,制备工艺简单、易操作,生产成本低,更换方便,适于工业化生产以及大规模使用。
Description
技术领域
本发明涉及环保材料技术领域,具体是一种高效的空气净化材料及其制备方法。
背景技术
随着我国人民生活水平的迅速提高,现代人对生活质量和健康的追求越来越高,结果是住房面积增大,装修的越来越豪华、严密。但由于我国建筑装饰材料的卫生质量标准,产品质量的监督与管理等方面管理不到位,造成大量的劣质装修材料充斥着建材市场。调查表明,在室内环境污染物中,甲醛、氨、苯(系物)和放射性物质等四类是普遍存在,危害最严重的,已成为导致居住者身体健康的最大危害来源。常用的物理吸附材料主要有活性炭,活性炭因具有大的比表面积,很容易吸收空气中的有害气体,因此在日常生活中被广泛用于室内空气净化。然而市售的活性炭只有粉末状与颗粒状两类,多数活性炭的孔径差异大,对污染物吸附的处理效果不好,价格也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料易得、制备工艺简单、生产成本低、更换方便、高效的空气净化材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭80-250份、甲壳素纳米纤维10-50份、二氧化钛5-35份、纳米氧化锆10-60份、纳米紫草0.5-4份、纳米氧化锌1-15份、纳米薄荷0.5-15份、环氧树脂5-25份、钛酸乙酯40-100份、柠檬酸5-30份、聚乙二醇1-15份、三聚磷酸钠5-30份、无水乙醇150-600份。
作为本发明进一步的方案:所述高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭90-240份、甲壳素纳米纤维12-45份、二氧化钛8-32份、纳米氧化锆12-55份、纳米紫草0.8-3.5份、纳米氧化锌1.5-12份、纳米薄荷0.8-12份、环氧树脂8-22份、钛酸乙酯45-95份、柠檬酸8-28份、聚乙二醇2-12份、三聚磷酸钠6-25份、无水乙醇180-580份。
作为本发明进一步的方案:所述高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭95-220份、甲壳素纳米纤维15-40份、二氧化钛10-30份、纳米氧化锆15-52份、纳米紫草1-3份、纳米氧化锌2-10份、纳米薄荷1-10份、环氧树脂10-20份、钛酸乙酯48-92份、柠檬酸10-25份、聚乙二醇3-10份、三聚磷酸钠8-20份、无水乙醇200-550份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,搅拌混合均匀,得到混合物料;
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在60-100℃下搅拌混合0.5-3h,蒸干,在150-250℃下加热,压制成型,即得空气净化材料。
作为本发明进一步的方案:步骤1)中,搅拌速度为50-400r/min,搅拌时间为0.2-2h。
作为本发明进一步的方案:步骤1)中,搅拌温度为20-50℃。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,蒸干温度为85-105℃。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,在蒸干后还包括研磨至500-800目粉末步骤。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,在150-250℃下加热时间为0.5-5h。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,压制成型的时间为5-30min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明以活性炭为主要原料,然后与甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯等相互作用制得的空气净化材料,扩大了活性炭内、外比表面积,极大的提高对甲醛、氨气以及其它挥发性有机污染物分子的吸附能力,达到净化室内空气,预防装修病,提高居住者的健康水平的目标。本发明采用原料易得,制备工艺简单、易操作,生产成本低,更换方便,适于工业化生产以及大规模使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭80份、甲壳素纳米纤维10份、二氧化钛5份、纳米氧化锆10份、纳米紫草0.5份、纳米氧化锌1份、纳米薄荷0.5份、环氧树脂5份、钛酸乙酯40份、柠檬酸5份、聚乙二醇1份、三聚磷酸钠5份、无水乙醇150份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在20℃、50r/min的速度下搅拌0.2h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在60℃下搅拌混合0.5h,85℃蒸干,在150℃下加热0.5h,压制成型,即得空气净化材料。
实施例2
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭250份、甲壳素纳米纤维50份、二氧化钛35份、纳米氧化锆60份、纳米紫草4份、纳米氧化锌15份、纳米薄荷15份、环氧树脂25份、钛酸乙酯100份、柠檬酸30份、聚乙二醇15份、三聚磷酸钠30份、无水乙醇600份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在50℃、400r/min的速度下搅拌2h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在100℃下搅拌混合3h,105℃蒸干,在250℃下加热5h,压制成型,即得空气净化材料。
实施例3
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭90份、甲壳素纳米纤维12份、二氧化钛8份、纳米氧化锆12份、纳米紫草0.8份、纳米氧化锌1.5份、纳米薄荷0.8份、环氧树脂8份、钛酸乙酯45份、柠檬酸8份、聚乙二醇2份、三聚磷酸钠6份、无水乙醇180份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在30℃、80r/min的速度下搅拌0.5h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在70℃下搅拌混合1h,90℃蒸干,研磨至600目粉末,在180℃下加热1h,压制30min成型,即得空气净化材料。
实施例4
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭240份、甲壳素纳米纤维45份、二氧化钛32份、纳米氧化锆55份、纳米紫草3.5份、纳米氧化锌12份、纳米薄荷12份、环氧树脂22份、钛酸乙酯95份、柠檬酸28份、聚乙二醇12份、三聚磷酸钠25份、无水乙醇580份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在40℃、300r/min的速度下搅拌1.5h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在90℃下搅拌混合2.5h,100℃蒸干,研磨至700目粉末,在220℃下加热4h,压制5min成型,即得空气净化材料。
实施例5
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭95份、甲壳素纳米纤维15份、二氧化钛10份、纳米氧化锆15份、纳米紫草1份、纳米氧化锌2份、纳米薄荷1份、环氧树脂10份、钛酸乙酯48份、柠檬酸10份、聚乙二醇3份、三聚磷酸钠8份、无水乙醇200份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在35℃、100r/min的速度下搅拌1h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在75℃下搅拌混合1.5h,95℃蒸干,研磨至600目粉末,在180℃下加热2h,压制10min成型,即得空气净化材料。
实施例6
本发明实施例中,一种高效的空气净化材料,按照重量份的原料包括:活性炭220份、甲壳素纳米纤维40份、二氧化钛30份、纳米氧化锆52份、纳米紫草3份、纳米氧化锌10份、纳米薄荷10份、环氧树脂20份、钛酸乙酯92份、柠檬酸25份、聚乙二醇10份、三聚磷酸钠20份、无水乙醇550份。
一种高效的空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,在35℃、200r/min的速度下搅拌1.2h,得到混合物料。
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在85℃下搅拌混合2h,95℃蒸干,研磨至700目粉末,在200℃下加热3h,压制20min成型,即得空气净化材料。
应用实验:
在一间25m2的新装修的实验室中进行,首先关闭门窗,5h后,在室内不同区域采样测试室内甲醛、氨及挥发性有机物总量(TVOCs)为初始含量。然后将分别装有实施例1-6制得的空气净化材料500g的放入底部及周边带有孔道装饰图案的工艺花卉,置于实验台的中部;在24h后按初始采样方法同样测试室内甲醛、氨及TVOCs。结果变化如表。
表1:应用实施例1-6实测测试结果的平均值(每个测试项有3个采样测试点)
时间(h) | 甲醛(mg/m2) | 氨(mg/m2) | TVOCs(mg/m2) | |
初始浓度 | - | 0.23 | 1.58 | 4.65 |
实施例1 | 24 | 0.15 | 0.28 | 0.50 |
实施例2 | 24 | 0.14 | 0.27 | 0.51 |
实施例3 | 24 | 0.11 | 0.24 | 0.46 |
实施例4 | 24 | 0.10 | 0.23 | 0.45 |
实施例5 | 24 | 0.08 | 0.20 | 0.42 |
实施例6 | 24 | 0.08 | 0.21 | 0.44 |
从表1的结果中可知,经过本发明实施例1-6制得的空气净化材料吸附24h后,实验室室内的空气质量已达到国家相关标准规定的要求。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种高效的空气净化材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:活性炭80-250份、甲壳素纳米纤维10-50份、二氧化钛5-35份、纳米氧化锆10-60份、纳米紫草0.5-4份、纳米氧化锌1-15份、纳米薄荷0.5-15份、环氧树脂5-25份、钛酸乙酯40-100份、柠檬酸5-30份、聚乙二醇1-15份、三聚磷酸钠5-30份、无水乙醇150-600份。
2.根据权利要求1所述的高效的空气净化材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:活性炭90-240份、甲壳素纳米纤维12-45份、二氧化钛8-32份、纳米氧化锆12-55份、纳米紫草0.8-3.5份、纳米氧化锌1.5-12份、纳米薄荷0.8-12份、环氧树脂8-22份、钛酸乙酯45-95份、柠檬酸8-28份、聚乙二醇2-12份、三聚磷酸钠6-25份、无水乙醇180-580份。
3.根据权利要求1所述的高效的空气净化材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:活性炭95-220份、甲壳素纳米纤维15-40份、二氧化钛10-30份、纳米氧化锆15-52份、纳米紫草1-3份、纳米氧化锌2-10份、纳米薄荷1-10份、环氧树脂10-20份、钛酸乙酯48-92份、柠檬酸10-25份、聚乙二醇3-10份、三聚磷酸钠8-20份、无水乙醇200-550份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将活性炭、甲壳素纳米纤维、二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、环氧树脂、钛酸乙酯、柠檬酸、聚乙二醇、三聚磷酸钠按照重量份称取后搅拌混合均匀,再加入无水乙醇,搅拌混合均匀,得到混合物料;
2)将步骤1)得到的混合物料与纳米紫草、纳米薄荷在60-100℃下搅拌混合0.5-3h,蒸干,在150-250℃下加热,压制成型,即得空气净化材料。
5.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,搅拌速度为50-400r/min,搅拌时间为0.2-2h。
6.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,搅拌温度为20-50℃。
7.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,蒸干温度为85-105℃。
8.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,在蒸干后还包括研磨至500-800目粉末步骤。
9.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,在150-250℃下加热时间为0.5-5h。
10.根据权利要求4所述的高效的空气净化材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,压制成型的时间为5-30min。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170815 |