CN107510991A - 一种空气净化用环保型滤料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种空气净化用环保型滤料及其制备方法，包括多孔载体和负载和/或接枝在多孔载体上的气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂。制备方法包括以下步骤：(1)纳米氧化物的负载；(2)气味捕捉剂的接枝；(3)孔道活化。本发明的优点：采用气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂，分别通过负载和/或接枝的方式处理在多孔载体丰富内表面上，常温下实现了滤料除醛的高效性，将物理吸附与催化降解作用相结合，实现了高效除醛与持久作用的性能，克服了现有产品存在的吸附效率低、容易产生二次污染和应用成本过高等缺陷。

Description

一种空气净化用环保型滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种空气净化用环保型滤料及其制备方法，属于空气净化技术领域。
背景技术
经研究表明，人们长期在室内活动，室内污染对人体的危害最大。室内的污染源主要来源于室内装修材料。调查研究发现90％的新装修家庭都存在甲醛危害，因为在很多装修材料中都含有甲醛，所以很多装修后的房屋都存在甲醛超标的现象。当今社会很多人们大部分时间都呆在室内，几乎不愿意外出活动，购物、学习、社交都可以通过网络实现，随着社会发展，这种现象不仅限于青年人群，同样存在于很多中老年人群中。人们在室内待的时间越长，甲醛就越可能对人体造成危害，造成了很多人的抵抗力下降，以致于很容易受疾病侵袭。
目前市场上现有技术的除醛产品多为活性炭、光触媒和贵重金属催化材料，它们在二次污染、额外能耗和价格方面难以达到家居应用的效果要求，除醛效果低，无法实现持久作用，很难满足国标GB/T18801-2015《空气净化器》中关于甲醛去除速率(高CADR值)和长寿命(高CCM值)的要求。
发明内容
本发明提出的是一种空气净化用环保型滤料及其制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现安全高效且持久作用去除甲醛。
本发明的技术解决方案：一种空气净化用环保型滤料，包括多孔载体和负载和/或接枝在多孔载体上的气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂，多孔载体、气味捕捉剂、纳米氧化物、复配助剂的质量比为100:1-5:0.1-1:0.1-1。
优选的，所述的多孔载体由多孔性有机或无机吸附材料制成，是颗粒粒度在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，所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合。
优选的，所述的气味捕捉剂为芳醚树枝状分子、PAMAM树枝状分子、二茂铁基树枝状分子中的一种。
优选的，所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合，所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种。
优选的，所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合。
优选的，所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合。
优选的，所述的偶联剂是十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
一种空气净化用环保型滤料的制备方法，包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：将含有钛、银或锌的草酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氯化盐中的一种或一种以上的组合，配置成0.1-20％质量分数的盐溶液，将多孔载体放入溶液中，采用浸渍沉淀或等体积浸渍的方式，浸渍时间为1-24h，最后在80-150℃下烘干，烘干时间为2-24h，每100g多孔载体上负载有0.1-1g纳米氧化物；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的多孔载体放入旋转反应釜中均匀喷洒0.01％-1％质量分数的复配助剂，喷洒完毕后将多孔载体完全浸渍于0.1％-5％质量分数的气味捕捉剂溶液中，浸渍1-24h，得到处理滤料，每100g多孔载体上负载有0.1-1g复配助剂,并接枝1-5g气味捕捉剂；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在100-120℃下烘干2-5h，烘干后进行加压焙烧活化1-5h，焙烧压力为50-200kpa，焙烧温度为150-400℃，得到空气净化用环保型滤料。
优选的，所述的多孔载体是颗粒粒度在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；所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合；所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合；所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种；所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合；所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合，所述的偶联剂是十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
本发明的优点：采用气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂，分别通过负载和/或接枝的方式处理在多孔载体丰富内表面上，常温下实现了滤料除醛的高效性，将物理吸附与催化降解作用相结合，实现了高效除醛与持久作用的性能，克服了现有产品存在的吸附效率低、容易产生二次污染和应用成本过高等缺陷。
附图说明
图1是本发明空气净化用环保型滤料的微观结构示意图。
图2是本发明空气净化用环保型滤料实施例1-3与现有技术普通滤料在200m3/风量的净化设备上的性能对比图。
图中的1是多孔载体、2是纳米氧化物、3是气味捕捉剂。
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所示，一种空气净化用环保型滤料，包括多孔载体和负载和/或接枝在多孔载体上的气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂，多孔载体、气味捕捉剂、纳米氧化物、复配助剂的质量比为100:1-5:0.1-1:0.1-1。
所述的多孔载体是由多孔性有机或无机吸附材料制成，特别是指颗粒粒度在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。
所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合，特别是指芳醚树枝状分子、PAMAM树枝状分子、二茂铁基树枝状分子中的一种。
所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合；所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种。
所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合。
所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合，所述的偶联剂特别是指十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
一种空气净化用环保型滤料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：将含有钛、银或锌的草酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氯化盐中的一种或一种以上的组合，配置成0.1-20％质量分数的盐溶液，将多孔载体放入溶液中，采用浸渍沉淀或等体积浸渍的方式，浸渍时间为1-24h，最后在80-150℃下烘干，烘干时间为2-24h，每100g多孔载体上负载有0.1-1g纳米氧化物；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的多孔载体放入旋转反应釜中均匀喷洒0.01％-1％质量分数的复配助剂，喷洒完毕后将多孔载体完全浸渍于0.1％-5％质量分数的气味捕捉剂溶液中，浸渍1-24h，得到处理滤料，每100g多孔载体上负载有0.1-1g复配助剂,并接枝1-5g气味捕捉剂；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在100-120℃下烘干2-5h，烘干后进行加压焙烧活化1-5h，焙烧压力为50-200kpa，焙烧温度为150-400℃，得到空气净化用环保型滤料。
所述的多孔载体是由多孔性有机或无机吸附材料制成，特别是指颗粒粒度在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。
所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合，特别是指芳醚树枝状分子、PAMAM树枝状分子、二茂铁基树枝状分子中的一种。
所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合；所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种。
所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合。
所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合，所述的偶联剂特别是指十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
实施例1
一种空气净化用环保型滤料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：配置含有0.5％质量分数纳米氧化银和2％质量分数纳米氧化锌的混合溶液，将颗粒粒度10-30目的果壳活性炭放入溶液中，采用浸渍沉淀的方式，浸渍时间为1h，最后在80℃下烘干，烘干时间为2h；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的果壳活性炭放入旋转反应釜中均匀喷洒0.01％质量分数的十二烷基磺酸盐溶液与0.1％质量分数的氢氧化钾溶液按照2:1体积比混合的混合溶液，喷洒完毕后将果壳活性炭完全浸渍于0.1％质量分数的柿单宁溶液中，浸渍1h，得到处理滤料；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在100℃下烘干2h，烘干后进行加压焙烧活化1h，焙烧压力为50kpa，焙烧温度为150℃，得到空气净化用环保型滤料。
实施例2
一种空气净化用环保型滤料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：配置含有0.1％质量分数的纳米二氧化钛溶液，将颗粒粒度4目的活性氧化铝放入溶液中，采用等体积浸渍方式，浸渍时间为24h，最后在150℃下烘干，烘干时间为24h；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的活性氧化铝放入旋转反应釜中均匀喷洒0.5％质量分数的螯合型钛酸酯偶联剂与0.5％质量分数氢氧化钠溶液按照1:10体积比混合的混合溶液，喷洒完毕后将活性氧化铝完全浸渍于5％质量分数的茶多酚溶液中，浸渍24h，得到处理滤料；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在120℃下烘干，烘干后进行加压焙烧活化5h，焙烧压力为200kpa，焙烧温度为400℃，得到空气净化用环保型滤料。
实施例3
一种空气净化用环保型滤料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：配置含有20％质量分数的纳米氧化银溶液，将颗粒粒度100目的无机硅胶放入溶液中，采用等体积浸渍方式，浸渍时间为12h，最后在100℃下烘干，烘干时间为12h；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的无机硅胶放入旋转反应釜中均匀喷洒0.1％质量分数的螯合型钛酸酯偶联剂与0.01％质量分数的氢氧化钾溶液按照5:1体积比混合的混合溶液，喷洒完毕后将无机硅胶完全浸渍于1％质量分数的芳醚树枝状分子溶液中，浸渍12h，得到处理滤料；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在110℃下进行烘干4h，烘干后进行加压焙烧活化3h，焙烧压力为100kpa，焙烧温度为250℃，得到空气净化用环保型滤料。
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 (10)

1.一种空气净化用环保型滤料，其特征包括多孔载体和负载和/或接枝在多孔载体上的气味捕捉剂、纳米氧化物和复配助剂，多孔载体、气味捕捉剂、纳米氧化物、复配助剂的质量比为100:1-5:0.1-1:0.1-1。
2.如权利要求1所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的多孔载体由多孔性有机或无机吸附材料制成，是颗粒粒度在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。
3.如权利要求1所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合。
4.如权利要求3所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的气味捕捉剂为芳醚树枝状分子、PAMAM树枝状分子、二茂铁基树枝状分子中的一种。
5.如权利要求3所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合，所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种。
6.如权利要求1所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合。
7.如权利要求1所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合。
8.如权利要求7所述的一种空气净化用环保型滤料，其特征是所述的偶联剂是十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
9.如权利要求1所述的一种空气净化用环保型滤料的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：
(1)纳米氧化物的负载：将含有钛、银或锌的草酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氯化盐中的一种或一种以上的组合，配置成0.1-20％质量分数的盐溶液，将多孔载体放入溶液中，采用浸渍沉淀或等体积浸渍的方式，浸渍时间为1-24h，最后在80-150℃下烘干，烘干时间为2-24h，每100g多孔载体上负载有0.1-1g纳米氧化物；
(2)气味捕捉剂的接枝：将步骤(1)中处理过的多孔载体放入旋转反应釜中均匀喷洒0.01％-1％质量分数的复配助剂，喷洒完毕后将多孔载体完全浸渍于0.1％-5％质量分数的气味捕捉剂溶液中，浸渍1-24h，得到处理滤料，每100g多孔载体上负载有0.1-1g复配助剂,并接枝1-5g气味捕捉剂；
(3)孔道活化：将步骤(2)得到的处理滤料在100-120℃下烘干2-5h，烘干后进行加压焙烧活化1-5h，焙烧压力为50-200kpa，焙烧温度为150-400℃，得到空气净化用环保型滤料。
10.如权利要求9所述的一种空气净化用环保型滤料的制备方法，其特征是所述的多孔载体是颗粒粒度在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；所述的气味捕捉剂为树枝状高分子材料、天然多羟基酚中的一种或一种以上的组合；所述的树枝状高分子材料为PAMAM树枝状分子中的一代到五代中的一种或一种以上的混合；所述的天然多羟基酚特别为茶多酚、柿单宁中的一种；所述的纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米氧化锌中的一种或一种以上的组合；所述的复配助剂为偶联剂、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种以上的组合，所述的偶联剂是十二烷基磺酸盐、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
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