CN107537451B - 一种多孔沸石空气净化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔沸石空气净化材料，它是由下述重量份的原料组成的：多孔石粉溶液37‑40、丙烯酰胺20‑30、双乙酸钠0.4‑1、硼砂3‑4、磷酸二氢铝2‑4、羟基乙叉二膦酸1‑2、聚二甲基硅氧烷0.7‑1、丙酸钙1‑2、聚乙烯醇2‑4、过硫酸铵0.7‑0.8。本发明以丙烯酰胺为单体，通过羟基乙叉二膦酸掺杂，在引发剂作用下聚合，得到聚合物乳液，然后与多孔石粉的聚乙烯醇的溶液混合反应，有效的提高了复合石粉与聚合物间的相容性，从而提高了成品材料的稳定性，本发明的多孔材料具有很好的吸附的效果，重复利用率高。
Description
技术领域
本发明属于空气净化领域，具体涉及一种多孔沸石空气净化材料及其制备方法。
背景技术
随着人们物质文化生活水平的提高，室内装修已成为时尚，随之而来的便是室内空气的污染越来越严重。而且对于大多数人来说，无论工作、学习或生活，人们的大部时间都是在室内或车内等封闭空间中度过的。尽管大气污染对人体健康的危害早已被人们所认识，但至到二十世纪中期以来人们的注意力才逐渐转移到室内空气污染对人体健康的危害上。室内空气污染的种类多、污染源更广泛，影响因素也很复杂，对人体健康造成的危害往往比室外更严重。室内空气质量研究已经成为环境科学领域内的一个新的重要组成部分，近年来更加引起人们的广泛关注；
目前用于空气污染的处理方法主要有吸附技术、光催化技术、低温等离子体技术及催化氧化技术；
吸附技术是目前应用最广的空气净化技术。吸附技术主要采用活性炭和分子筛等高比表面材料来吸附甲醛，以达到净化空气的目的，但目前市售的吸附材料吸附能力有限，且稳定性差，重复利用率低，需定期再生或更换，易产生二次污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中吸附材料吸附能力有限，且稳定性差，重复利用率低，需定期再生或更换，易产生二次污染的问题，提供一种多孔沸石空气净化材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多孔沸石空气净化材料，它是由下述重量份的原料组成的：
多孔石粉溶液37-40、丙烯酰胺20-30、双乙酸钠0.4-1、硼砂3-4、磷酸二氢铝2-4、羟基乙叉二膦酸1-2、聚二甲基硅氧烷0.7-1、丙酸钙1-2、聚乙烯醇2-4、过硫酸铵0.7-0.8。
所述的多孔石粉溶液的由下述重量份的原料组成的：
钙沸石20-26、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、醋酸纤维6-9、三聚磷酸铝0.7-1、甲基硫醇锡0.1-0.2、亚麻油酸0.8-1、二甲基甲酰胺10-13、硅藻土14-20。
所述的多孔石粉溶液的制备方法包括以下步骤：
（1）取硅藻土，在700-750℃下煅烧1-2小时，冷却至常温后与三聚磷酸铝混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，超声3-10分钟，得硅藻土乳液；
（2）取甲基硫醇锡，加入到上述二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得甲基酰胺溶液；
（3）取钙沸石，送入到1-2mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1-2小时，出料水洗，常温干燥后与亚麻油酸混合，在50-60℃下搅拌20-30分钟，加入到上述硅藻土乳液中，搅拌均匀，得复合填料乳液；
（4）取醋酸纤维、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液；
（5）取上述甲基酰胺溶液、纤维分散液混合，搅拌均匀，加入上述复合填料乳液，在60-70℃下保温搅拌1-2小时，即得所述多孔石粉溶液。
一种多孔沸石空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取双乙酸钠、丙酸钙混合，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入过硫酸铵，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）取聚乙烯醇，加入到上述多孔石粉溶液中，搅拌均匀，加入聚二甲基硅氧烷，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，得多孔石粉硅烷醇液；
（3）取丙烯酰胺、羟基乙叉二膦酸混合，加入到混合料重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-4小时，得聚合物乳液；
（4）取多孔石粉硅烷醇液、聚合物乳液混合，搅拌均匀，加入磷酸二氢铝，在90-95℃下保温搅拌50-65分钟，与剩余各原料混合，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗，真空70-75℃下干燥完全，冷却，即得所述多孔沸石空气净化材料。
本发明的优点：
本发明首先将硅藻土经过煅烧后通过三聚磷酸铝分散，然后与亚麻油酸处理的钙沸石混合，再与醋酸纤维的水分散液共混，得到多孔石粉溶液，本发明加入的硅藻土、钙沸石都具有很好的微孔结构，而醋酸纤维素具有很好的成膜性，且具有选择性高、透水量大的特点，有效的提高了成品材料的过滤、吸附性能；甲基硫醇锡则能够提高醋酸纤维素与硅藻土、钙沸石间的稳定性强度；
本发明以丙烯酰胺为单体，通过羟基乙叉二膦酸掺杂，在引发剂作用下聚合，得到聚合物乳液，然后与多孔石粉的聚乙烯醇的溶液混合反应，有效的提高了复合石粉与聚合物间的相容性，从而提高了成品材料的稳定性，本发明的多孔材料具有很好的吸附的效果，重复利用率高。
具体实施方式
实施例1
一种多孔沸石空气净化材料，它是由下述重量份的原料组成的：
多孔石粉溶液40、丙烯酰胺30、双乙酸钠1、硼砂3-4、磷酸二氢铝4、羟基乙叉二膦酸2、聚二甲基硅氧烷1、丙酸钙2、聚乙烯醇4、过硫酸铵0.8。
所述的多孔石粉溶液的由下述重量份的原料组成的：
钙沸石26、乙氧基化烷基酚硫酸铵2、醋酸纤维9、三聚磷酸铝1、甲基硫醇锡0.2、亚麻油酸1、二甲基甲酰胺13、硅藻土20。
所述的多孔石粉溶液的制备方法包括以下步骤：
（1）取硅藻土，在750℃下煅烧2小时，冷却至常温后与三聚磷酸铝混合，加入到混合料重量13倍的去离子水中，超声10分钟，得硅藻土乳液；
（2）取甲基硫醇锡，加入到上述二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得甲基酰胺溶液；
（3）取钙沸石，送入到2mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡2小时，出料水洗，常温干燥后与亚麻油酸混合，在60℃下搅拌30分钟，加入到上述硅藻土乳液中，搅拌均匀，得复合填料乳液；
（4）取醋酸纤维、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量13倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液；
（5）取上述甲基酰胺溶液、纤维分散液混合，搅拌均匀，加入上述复合填料乳液，在60-70℃下保温搅拌1-2小时，即得所述多孔石粉溶液。
一种多孔沸石空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取双乙酸钠、丙酸钙混合，加入到混合料重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入过硫酸铵，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）取聚乙烯醇，加入到上述多孔石粉溶液中，搅拌均匀，加入聚二甲基硅氧烷，在70℃下保温搅拌30分钟，得多孔石粉硅烷醇液；
（3）取丙烯酰胺、羟基乙叉二膦酸混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4小时，得聚合物乳液；
（4）取多孔石粉硅烷醇液、聚合物乳液混合，搅拌均匀，加入磷酸二氢铝，在95℃下保温搅拌65分钟，与剩余各原料混合，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗，真空75℃下干燥完全，冷却，即得所述多孔沸石空气净化材料。
实施例2
一种多孔沸石空气净化材料，它是由下述重量份的原料组成的：
多孔石粉溶液37、丙烯酰胺20-30、双乙酸钠0.4、硼砂3、磷酸二氢铝2、羟基乙叉二膦酸1、聚二甲基硅氧烷0.7、丙酸钙1、聚乙烯醇2、过硫酸铵0.7。
所述的多孔石粉溶液的由下述重量份的原料组成的：
钙沸石20、乙氧基化烷基酚硫酸铵1、醋酸纤维6、三聚磷酸铝0.7、甲基硫醇锡0.1、亚麻油酸0.8、二甲基甲酰胺10、硅藻土14。
所述的多孔石粉溶液的制备方法包括以下步骤：
（1）取硅藻土，在700℃下煅烧1小时，冷却至常温后与三聚磷酸铝混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，超声3分钟，得硅藻土乳液；
（2）取甲基硫醇锡，加入到上述二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得甲基酰胺溶液；
（3）取钙沸石，送入到1mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1小时，出料水洗，常温干燥后与亚麻油酸混合，在50℃下搅拌20分钟，加入到上述硅藻土乳液中，搅拌均匀，得复合填料乳液；
（4）取醋酸纤维、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液；
（5）取上述甲基酰胺溶液、纤维分散液混合，搅拌均匀，加入上述复合填料乳液，在60℃下保温搅拌1小时，即得所述多孔石粉溶液。
一种多孔沸石空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取双乙酸钠、丙酸钙混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入过硫酸铵，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）取聚乙烯醇，加入到上述多孔石粉溶液中，搅拌均匀，加入聚二甲基硅氧烷，在60℃下保温搅拌20分钟，得多孔石粉硅烷醇液；
（3）取丙烯酰胺、羟基乙叉二膦酸混合，加入到混合料重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3小时，得聚合物乳液；
（4）取多孔石粉硅烷醇液、聚合物乳液混合，搅拌均匀，加入磷酸二氢铝，在90℃下保温搅拌50分钟，与剩余各原料混合，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗，真空70℃下干燥完全，冷却，即得所述多孔沸石空气净化材料。
性能测试：
分别在3个实验舱通入甲醛，使得3个实验舱的甲醛浓度为3.5毫克/立方米；将本发明实施例1多孔沸石空气净化材料、实施例2多孔沸石空气净化材料、市售碳粉分别至于3个实验舱中，实验舱的大小均为30立方米，实施例1多孔沸石空气净化材料、实施例2多孔沸石空气净化材料、市售碳粉的用量均为1kg；实验舱密封24小时后，测各实验舱的甲醛清除率；
实施例1多孔沸石空气净化材料放置的实验舱的甲醛清除率：92.1%；
实施例2多孔沸石空气净化材料放置的实验舱的甲醛清除率：93.4%；
市售碳粉放置的实验舱的甲醛清除率：60.5%。
Claims (2)
1.一种多孔沸石空气净化材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
多孔石粉溶液37-40、丙烯酰胺20-30、双乙酸钠0.4-1、硼砂3-4、磷酸二氢铝2-4、羟基乙叉二膦酸1-2、聚二甲基硅氧烷0.7-1、丙酸钙1-2、聚乙烯醇2-4、过硫酸铵0.7-0.8；
所述的多孔石粉溶液的由下述重量份的原料组成的：
钙沸石20-26、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、醋酸纤维6-9、三聚磷酸铝0.7-1、甲基硫醇锡0.1-0.2、亚麻油酸0.8-1、二甲基甲酰胺10-13、硅藻土14-20。
2.一种如权利要求1所述的多孔沸石空气净化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取双乙酸钠、丙酸钙混合，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，加入过硫酸铵，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）多孔石粉溶液的制备方法包括以下步骤：
1）、取硅藻土，在700-750℃下煅烧1-2小时，冷却至常温后与三聚磷酸铝混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，超声3-10分钟，得硅藻土乳液；
2）、取甲基硫醇锡，加入到上述二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得甲基酰胺溶液；
3）、取钙沸石，送入到1-2mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1-2小时，出料水洗，常温干燥后与亚麻油酸混合，在50-60℃下搅拌20-30分钟，加入到上述硅藻土乳液中，搅拌均匀，得复合填料乳液；
4）、取醋酸纤维、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维分散液；
5）、取上述甲基酰胺溶液、纤维分散液混合，搅拌均匀，加入上述复合填料乳液，在60-70℃下保温搅拌1-2小时，即得所述多孔石粉溶液；
（3）取聚乙烯醇，加入到上述多孔石粉溶液中，搅拌均匀，加入聚二甲基硅氧烷，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，得多孔石粉硅烷醇液；
（4）取丙烯酰胺、羟基乙叉二膦酸混合，加入到混合料重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-4小时，得聚合物乳液；
（5）取多孔石粉硅烷醇液、聚合物乳液混合，搅拌均匀，加入磷酸二氢铝，在90-95℃下保温搅拌50-65分钟，与剩余各原料混合，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗，真空70-75℃下干燥完全，冷却，即得所述多孔沸石空气净化材料。
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