CN107158923A

CN107158923A - 一种空气净化材料及其制备方法和应用

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Publication number: CN107158923A
Application number: CN201710520000.8A
Authority: CN
Inventors: 应光森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2017-09-15

Abstract

本发明公开了一种空气净化材料及其制备方法和应用，该空气净化材料，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土21‑29份、柠檬酸三乙酯8‑16份、丙炔醇3‑7份、盐酸安普罗铵5‑9份。将硅藻土粉碎、与丙炔醇溶液混合，搅拌处理制得混合物A；再与柠檬酸三乙酯加热搅拌处理，加入盐酸安普罗铵溶液搅拌至干制得混合物B；在250‑255℃的温度下煅烧30‑40min，再在420℃的温度下煅烧1.8‑2h，即得。本发明对甲醛、苯类有害气体及挥发性有机物进行氧化降解，效果显著，使用方便，可重复多次使用，使用安全，容易再生，再生过程中无有毒有害二次污染物生成。本发明制备工艺简单，制备成本低，适于大规模推广。

Description

一种空气净化材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，具体是一种空气净化材料及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛是室内空气中的主要污染物，具有刺激性，且有急性和慢性毒性，长期吸入甲醛会引起眼、鼻、喉的炎症并有可能导致鼻咽癌(Chemical Reviews.2010,110(6),2536-72)。常见的甲醛去除手段有物理吸附、低温等离子分解技术、催化燃烧、植物吸收、光催化等。但是，上述方法受限于吸附容量，高能耗，高温，低效率和副产物等缺点，去除甲醛仍然是一个挑战性的难题。

市场上的活性炭或竹炭在一定的时期内均具有一定的吸附能力，但缺点是几周后即饱和。通常的做法是在太阳下晾晒，蒸发掉水份和部分有害气体，但难以解决大部分有害物的长期“滞留”，导致在后续使用过程中脱附溢出，反而成为有毒污染源，再度污染环境的问题。硅藻土由于其自身的局限性使其在甲醛等分解领域应用受限，需要其与二氧化钛等催化分解甲醛，但是对硅藻土本身的研究较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气净化材料及其制备方法和应用，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：

一种空气净化材料，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土21-29份、柠檬酸三乙酯8-16份、丙炔醇3-7份、盐酸安普罗铵5-9份。

作为本发明进一步的方案：所述空气净化材料，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土23-27份、柠檬酸三乙酯10-14份、丙炔醇4-6份、盐酸安普罗铵6-8份。

作为本发明进一步的方案：所述空气净化材料，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土25份、柠檬酸三乙酯12份、丙炔醇5份、盐酸安普罗铵7份。

一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙炔醇与其质量7.5-8倍的去离子水混合，制得丙炔醇溶液；将盐酸安普罗铵与其质量4.8-5.2倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液；

2)将硅藻土粉碎、过100-150目筛，制得硅藻土粉；将硅藻土粉与丙炔醇溶液混合，室温搅拌30-40min，然后加热至70-72℃，并在该温度下搅拌处理50-60min，然后升温至115-120℃，并在该温度下搅拌处理35-45min，制得混合物A；

3)将混合物A与柠檬酸三乙酯混合后，在70-80℃的温度下搅拌处理28-30min，然后降至45-48℃，加入盐酸安普罗铵溶液，并在该温度下搅拌处理1.3-1.5h，再在68-70℃的温度下搅拌至干制得混合物B；

4)将混合物B在250-255℃的温度下煅烧30-40min，然后再在420℃的温度下煅烧1.8-2h，即得空气净化材料。

作为本发明进一步的方案：步骤1)中，将盐酸安普罗铵与其质量5倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌温度为300-350r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌温度为200-220r/min。

本发明另一目的是提供所述复合材料在分解有害气体处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用硅藻土为原料、经过上述工艺处理后制得的空气净化材料，对甲醛、苯类有害气体及挥发性有机物进行氧化降解，效果显著，使用方便，在室温下就可高效分解空气中的甲醛；可重复多次使用。本发明使用安全，将甲醛分解为二氧化碳和水，不产生二次污染物；容易再生，甲醛分解活性降低时，可以快速简便再生，再生过程中无有毒有害二次污染物生成。本发明制备工艺简单，制备成本低，不需要贵金属作为活性组分，强度高、耐水性好，重复利用率高，安全环保，适于大规模推广。

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，一种空气净化材料，由以下原料组成：硅藻土21kg、柠檬酸三乙酯8kg、丙炔醇3kg、盐酸安普罗铵5kg。

将丙炔醇与其质量7.5倍的去离子水混合，制得丙炔醇溶液；将盐酸安普罗铵与其质量4.8倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液。将硅藻土粉碎、过100目筛，制得硅藻土粉；将硅藻土粉与丙炔醇溶液混合，室温搅拌30-40min，然后加热至70℃，并在该温度下搅拌处理50min，搅拌温度为300r/min，然后升温至115℃，并在该温度下搅拌处理35min，制得混合物A。将混合物A与柠檬酸三乙酯混合后，在70℃的温度下搅拌处理28min，然后降至45℃，加入盐酸安普罗铵溶液，并在该温度下搅拌处理1.3h，搅拌温度为200r/min，再在68℃的温度下搅拌至干制得混合物B。将混合物B在250℃的温度下煅烧30min，然后再在420℃的温度下煅烧1.8h，即得空气净化材料。

实施例2

本发明实施例中，一种空气净化材料，由以下原料组成：硅藻土29kg、柠檬酸三乙酯16kg、丙炔醇7kg、盐酸安普罗铵9kg。

将丙炔醇与其质量8倍的去离子水混合，制得丙炔醇溶液；将盐酸安普罗铵与其质量5.2倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液。将硅藻土粉碎、过150目筛，制得硅藻土粉；将硅藻土粉与丙炔醇溶液混合，室温搅拌40min，然后加热至72℃，并在该温度下搅拌处理60min，搅拌温度为350r/min，然后升温至120℃，并在该温度下搅拌处理45min，制得混合物A。将混合物A与柠檬酸三乙酯混合后，在80℃的温度下搅拌处理30min，然后降至48℃，加入盐酸安普罗铵溶液，并在该温度下搅拌处理1.5h，搅拌温度为220r/min，再在70℃的温度下搅拌至干制得混合物B。将混合物B在255℃的温度下煅烧40min，然后再在420℃的温度下煅烧2h，即得空气净化材料。

实施例3

本发明实施例中，一种空气净化材料，由以下原料组成：硅藻土23kg、柠檬酸三乙酯10kg、丙炔醇4kg、盐酸安普罗铵6kg。

将丙炔醇与其质量7.8倍的去离子水混合，制得丙炔醇溶液；将盐酸安普罗铵与其质量5倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液。将硅藻土粉碎、过120目筛，制得硅藻土粉；将硅藻土粉与丙炔醇溶液混合，室温搅拌35min，然后加热至71℃，并在该温度下搅拌处理55min，搅拌温度为320r/min，然后升温至118℃，并在该温度下搅拌处理40min，制得混合物A。将混合物A与柠檬酸三乙酯混合后，在75℃的温度下搅拌处理30min，然后降至45℃，加入盐酸安普罗铵溶液，并在该温度下搅拌处理1.4h，搅拌温度为220r/min，再在69℃的温度下搅拌至干制得混合物B。将混合物B在252℃的温度下煅烧35min，然后再在420℃的温度下煅烧1.9h，即得空气净化材料。

实施例4

本发明实施例中，一种空气净化材料，由以下原料组成：硅藻土27kg、柠檬酸三乙酯14kg、丙炔醇6kg、盐酸安普罗铵8kg。

实施例5

本发明实施例中，一种空气净化材料，由以下原料组成：硅藻土25kg、柠檬酸三乙酯12kg、丙炔醇5kg、盐酸安普罗铵7kg。

对比例1

将所有原料直接混合后烘干制得混合料，在252℃的温度下煅烧35min，然后再在420℃的温度下煅烧1.9h即得。

对比例2

在制备过程中除不含丙炔醇、盐酸安普罗铵外，其它均与实施例5一致。

本发明具有分解苯、甲苯和二甲苯、甲醛的功效，具体描述如下所示。

材料：实施例5

检测设备：大气采样器、分光光度计

检测依据：GB 11737-89《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法》

试验方法：

1、对某正常居室进行效果检测。面积80m²，室内板式家具、沙发、地板、油漆墙面和顶面，检测前空间封闭24小时苯、甲苯或二甲苯浓度，检测经过施工后空间封闭24小时苯、甲苯或二甲苯浓度，进行前后对比计算。

2、治理方法：将本发明实施例5空气净化材料5g置入该空间中，将空间进行封闭，24小时后进行检测。

3、检测结果如表2所示。此外，还对含有甲醛的空间进行上述试验，结果如表1所示。

表1

经检测，本发明对于室内苯、甲苯、二甲苯、甲醛的去除效果为97.3％，97.7％，96.9％，99.7％。对经上述去除过程的空气净化材料进行检测，经检测其内部含有的苯、甲苯、二甲苯、甲醛含量很低，说明本发明是对苯、甲苯、二甲苯、甲醛具有分解的作用。

其它实施例1-4对苯、甲苯、二甲苯、甲醛的去除效果均在90％以上，且实施例3-4较优，均在94.5％以上。对比例1-2的去除效果却较差，对比例1对对苯、甲苯、二甲苯、甲醛去除效果均在55％以下，对比例2对苯、甲苯、二甲苯、甲醛去除效果均在38％以下。

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

1.一种空气净化材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土21-29份、柠檬酸三乙酯8-16份、丙炔醇3-7份、盐酸安普罗铵5-9份。

2.根据权利要求1所述的空气净化材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土23-27份、柠檬酸三乙酯10-14份、丙炔醇4-6份、盐酸安普罗铵6-8份。

3.根据权利要求1所述的空气净化材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土25份、柠檬酸三乙酯12份、丙炔醇5份、盐酸安普罗铵7份。

4.一种如权利要求1-3任一所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将盐酸安普罗铵与其质量5倍的乙醇混合，制得盐酸安普罗铵溶液。

6.根据权利要求4所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，搅拌温度为300-350r/min。

7.根据权利要求4所述的空气净化材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，搅拌温度为200-220r/min。

8.如权利要求1-3任一所述的复合材料在分解有害气体处理中的应用。