CN107349744A - 一种复配型甲醛吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是复配型甲醛吸附材料及其制备方法，包括多孔颗粒吸附材料与负载在多孔颗粒吸附材料上的甲醛处理剂和加工助剂，质量比为1000：10‑100:0.01‑1，甲醛处理剂包括甲醛捕捉剂和氧化分解剂，质量比为1‑10:0.1‑3。制备方法包括：(1)多孔颗粒吸附材料的改性；(2)甲醛处理剂的复配；(3)甲醛处理剂与改性材料的负载；(4)改性材料的活化。本发明的优点：采用多种试剂复配方式，将甲醛捕捉剂与氧化分解剂复配成除醛体系，再通过加工助剂的作用均匀分布在多孔颗粒吸附材料的表面，从而实现了快速捕捉与持续降解的完美结合，解决了现有技术除醛滤料去除速率和低浓度下失效，以及二次污染的突出问题。

Description

一种复配型甲醛吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种复合型滤料，具体涉及一种复配型甲醛吸附材料及其制备方法，属于空气净化技术领域。
背景技术
世界卫生组织有关资料表明，全球每年因室内环境污染而死亡的人数高达280万。68％的孕妇胎儿畸形是由居室甲醛严重超标引起的，90％的白血病患儿家中半年内装修过，93.6％的新车内空气污染严重超标，90％的新居装修及新家具甲醛测试超标。而长期接触低剂量甲醛，可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑癌、月经紊乱、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降等。
空气净化器新国标明确将甲醛作为有害气体的首要危害，并严格限制了测试过程中的初始浓度。然而现有技术空净市场中的许多除醛产品在去除速率和低浓度(0.1mg/m3)条件下效果很不理想，此外还有一些除醛产品存在严重的二次污染问题。
发明内容
本发明提出的是一种复配型甲醛吸附材料及其制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺陷，通过对甲醛捕捉剂、氧化分解剂的优选和复配，实现吸附与分解结合，且避免二次污染。
本发明的技术解决方案：一种复配型甲醛吸附材料，包括多孔颗粒吸附材料与负载在多孔颗粒吸附材料上的甲醛处理剂和加工助剂，多孔颗粒吸附材料、甲醛处理剂、加工助剂的质量比为1000：10-100:0.01-1，所述的甲醛处理剂包括甲醛捕捉剂和氧化分解剂，甲醛捕捉剂和氧化分解剂的质量比为1-10:0.1-3。
优选的，所述的多孔颗粒吸附材料为多孔性有机吸附材料或多孔性无机吸附材料。
优选的，所述的多孔颗粒吸附材料为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物。
优选的，所述的甲醛捕捉剂为含有胺基的线性聚合物或超支化聚合物。
优选的，所述的甲醛捕捉剂为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物。
优选的，所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合。
优选的，所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
一种复配型甲醛吸附材料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将多孔颗粒吸附材料放入滚球锅中，转速调节为5-30转/分钟，将加工助剂以雾化喷淋的方式施加到多孔颗粒吸附材料上，流量控制在0.1-10ml/min，添加量控制在每1kg多孔颗粒吸附材料0.01-1g加工助剂，然后将得到的改性材料在100-120℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将甲醛捕捉剂与氧化分解剂按照1-10:0.1-3的质量比例，混合配置成1-10％质量分数的甲醛处理剂混合液；此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合0.5-5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载10-100g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度100-150℃、压力0.04-0.4Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间1-24h，得到复配型甲醛吸附材料。
优选的，所述的多孔颗粒吸附材料为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物；所述的甲醛捕捉剂为为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物；所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合；所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
本发明的优点：采用多种试剂复配的方式，将甲醛捕捉剂与氧化分解剂复配成除醛体系，再通过加工助剂的作用均匀分布在多孔颗粒吸附材料的表面，从而实现了快速捕捉与持续降解的完美结合，解决了现有技术除醛滤料去除速率和低浓度下失效，以及二次污染的突出问题。
附图说明
图1是本发明复配型甲醛吸附材料的微观结构示意图。
图2是图1中多孔颗粒吸附材料表面的微观结构示意图。
图3是本发明复配型甲醛吸附材料实施例1-4与现有技术除醛滤料性能对比图。
图中的1是多孔颗粒吸附材料、2是甲醛捕捉剂、3是氧化分解剂、4是加工助剂。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，一种复配型甲醛吸附材料，包括多孔颗粒吸附材料与负载在多孔颗粒吸附材料上的甲醛处理剂和加工助剂，多孔颗粒吸附材料、甲醛处理剂、加工助剂的质量比为1000：10-100:0.01-1，所述的甲醛处理剂包括甲醛捕捉剂和氧化分解剂，甲醛捕捉剂和氧化分解剂的质量比为1-10:0.1-3。
所述的多孔颗粒吸附材料为多孔性有机吸附材料或多孔性无机吸附材料，优选为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物。
所述的甲醛捕捉剂为含有胺基的线性聚合物或超支化聚合物，优选为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物。
所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合。
所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
一种复配型甲醛吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将多孔颗粒吸附材料放入滚球锅中，转速调节为5-30转/分钟，将加工助剂以雾化喷淋的方式施加到多孔颗粒吸附材料上，流量控制在0.1-10ml/min，添加量控制在每1kg多孔颗粒吸附材料0.01-1g加工助剂，然后将得到的改性材料在100-120℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将甲醛捕捉剂与氧化分解剂按照1-10:0.1-3的质量比例，混合配置成1-10％质量分数的甲醛处理剂混合液；此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合0.5-5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载10-100g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度100-150℃、压力0.04-0.4Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间1-24h，得到复配型甲醛吸附材料。
所述的多孔颗粒吸附材料为多孔性有机吸附材料或多孔性无机吸附材料，优选为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物。
所述的甲醛捕捉剂为含有胺基的线性聚合物或超支化聚合物，优选为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物。
所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合。
所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
实施例1
多孔颗粒吸附材料为6-12目的椰壳活性炭，甲醛捕捉剂为分子量1000-2000的线性端氨基化合物，氧化分解剂为过一硫酸氢钾，加工助剂为硅烷偶联剂A171。
复配型甲醛吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将6-12目的椰壳活性炭放入滚球锅中，转速调节为30转/分钟，将硅烷偶联剂A171以雾化喷淋的方式施加到椰壳活性炭上，流量控制在0.1ml/min，添加量控制在每1kg椰壳活性炭0.01g硅烷偶联剂A171，然后将得到的改性材料在120℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将分子量1000-2000的线性端氨基化合物与过一硫酸氢钾按照10:3的质量比例，混合配置成10％质量分数的甲醛处理剂混合液，此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合0.5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载10g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度100℃、压力0.04Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间24h，得到复配型甲醛吸附材料。
实施例2
多孔颗粒吸附材料为6-12目的煤质活性炭，甲醛捕捉剂为分子量3000-5000的超支化聚酰胺胺，氧化分解剂为过一硫酸氢钠，加工助剂为硅烷偶联剂A151。
复配型甲醛吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将6-12目的煤质活性炭放入滚球锅中，转速调节为5转/分钟，将硅烷偶联剂A151以雾化喷淋的方式施加到煤质活性炭上，流量控制在0.1ml/min，添加量控制在每1kg煤质活性炭1g硅烷偶联剂A151，然后将得到的改性材料在120℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将分子量3000-5000的超支化聚酰胺胺与过一硫酸氢钠按照10:1的质量比例，混合配置成1％质量分数的甲醛处理剂混合液，此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载100g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度150℃、压力0.4Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间4h，得到复配型甲醛吸附材料。
实施例3
多孔颗粒吸附材料为40-60目的活性氧化铝，甲醛捕捉剂为分子量8000-10000的线性端氨基化合物，氧化分解剂为过氧化钙，加工助剂为6020双氨基型硅烷偶联剂。
复配型甲醛吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将40-60目的活性氧化铝放入滚球锅中，转速调节为10转/分钟，将6020双氨基型硅烷偶联剂以雾化喷淋的方式施加到活性氧化铝上，流量控制在5ml/min，添加量控制在每1kg活性氧化铝0.1g6020双氨基型硅烷偶联剂，然后将得到的改性材料在100℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将分子量8000-10000的线性端氨基化合物与过氧化钙按照5:1的质量比例，混合配置成5％质量分数的甲醛处理剂混合液，此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载50g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度120℃、压力0.1Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间10h，得到复配型甲醛吸附材料。
实施例4
多孔颗粒吸附材料为60-80目的甲壳素，甲醛捕捉剂为分子量4000-6000的树枝状端氨基化合物，氧化分解剂为过氧化锌，加工助剂为6020双氨基型硅烷偶联剂。
复配型甲醛吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将60-80目的甲壳素放入滚球锅中，转速调节为20转/分钟，将6020双氨基型硅烷偶联剂以雾化喷淋的方式施加到甲壳素上，流量控制在5ml/min，添加量控制在每1kg活性氧化铝0.5g6020双氨基型硅烷偶联剂，然后将得到的改性材料在105℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将分子量4000-6000的树枝状端氨基化合物与过氧化锌按照10:2的质量比例，混合配置成8％质量分数的甲醛处理剂混合液，此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合3h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载80g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度100℃、压力0.4Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间1h，得到复配型甲醛吸附材料。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复配型甲醛吸附材料，其特征包括多孔颗粒吸附材料与负载在多孔颗粒吸附材料上的甲醛处理剂和加工助剂，多孔颗粒吸附材料、甲醛处理剂、加工助剂的质量比为1000：10-100:0.01-1，所述的甲醛处理剂包括甲醛捕捉剂和氧化分解剂，甲醛捕捉剂和氧化分解剂的质量比为1-10:0.1-3。
2.如权利要求1所述的一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的多孔颗粒吸附材料为多孔性有机吸附材料或多孔性无机吸附材料。
3.如权利要求2所述一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的多孔颗粒吸附材料为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的甲醛捕捉剂为含有胺基的线性聚合物或超支化聚合物。
5.如权利要求4所述的一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的甲醛捕捉剂为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物。
6.如权利要求1所述的一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合。
7.如权利要求1所述的一种复配型甲醛吸附材料，其特征是所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
8.如权利要求1所述的一种复配型甲醛吸附材料的制备方法，其特征是该方法包括以下工艺步骤：
(1)多孔颗粒吸附材料的改性：将多孔颗粒吸附材料放入滚球锅中，转速调节为5-30转/分钟，将加工助剂以雾化喷淋的方式施加到多孔颗粒吸附材料上，流量控制在0.1-10ml/min，添加量控制在每1kg多孔颗粒吸附材料0.01-1g加工助剂，然后将得到的改性材料在100-120℃下烘干备用；
(2)甲醛处理剂的复配：将甲醛捕捉剂与氧化分解剂按照1-10:0.1-3的质量比例，混合配置成1-10％质量分数的甲醛处理剂混合液；此混合液在冰水混合冷却的条件下，通过超声波混合0.5-5h，静置后备用；
(3)甲醛处理剂与改性材料的负载：采用等液吸附的方式，将步骤(1)中得到的改性材料加入步骤(2)中复配好的甲醛处理剂中，并不断翻转搅拌使改性材料均匀的负载最大量的甲醛处理剂，每1kg多孔颗粒吸附材料负载10-100g甲醛处理剂；
(4)改性材料的活化：将步骤(3)中负载得到的改性材料，在温度100-150℃、压力0.04-0.4Mpa的条件下进一步活化改性，作用时间1-24h，得到复配型甲醛吸附材料。
9.如权利要求8所述的一种复配型甲醛吸附材料的制备方法，其特征是所述的多孔颗粒吸附材料为颗粒粒度在4-100目的活性炭、分子筛、活性氧化铝、无机硅胶、甲壳素类吸附材料中的一种或一种以上的混合物；所述的甲醛捕捉剂为为分子量1000-10000的含有酰胺键的聚合物；所述的氧化分解剂为过一硫酸氢盐、过氧化钙、过氧化锌、过氧化镁中的一种或一种以上的组合；所述的加工助剂为硅烷偶联剂。
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