CN107952354A - 一种用于吸收甲醛的液体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气净化技术领域，涉及一种用于吸收甲醛的液体材料及其制备方法。具体而言，该液体材料由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：2～20份离子型纤维素醚、4～32份手性氨基醇、2～16份氧化镁、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡和1～6份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:0.6～20。通过包括搅拌混合、超声分散、过滤等步骤的制备方法得到液体材料。该液体材料有效解决了现有除甲醛材料存在的净化效果差、持续时间短、易造成二次污染等技术问题；制备方法简单易行，原材料对身体无毒无害，并且生产成本低，适合于大规模推广应用，极具市场前景。

Description

一种用于吸收甲醛的液体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，涉及一种用于吸收甲醛的液体材料及其制备方法。

背景技术

甲醛是原浆毒物质，能够与蛋白质中的氨基结合，进而生成甲酰化蛋白。甲醛对于人体健康的影响包括嗅觉异常、呼吸道刺激、肺功能异常、中枢神经系统影响、免疫功能异常以及损伤细胞内遗传物质，危害严重，不可不察。因此，我国标准规定室内空气中的甲醛浓度不能大于0.08mg/m³，而公共场所空气中的甲醛浓度不得超过0.12mg/m³。

目前，室内甲醛污染已成为我国最主要的室内空气污染问题，严重危害人们的生命健康。在日常生活中，装修残留的甲醛、厨房燃料经不完全燃烧产生的甲醛以及日用品(如化纤纺织品、化妆品、清洁剂、杀虫剂等)中含有的甲醛时刻威胁着人们的健康。

针对甲醛污染的治理方法已成为环境污染治理研究的热点之一，研究者提出了多种治理甲醛污染的方法，包括通气换气法、植物净化法、物理吸附法等。但是，现有方法都不能有效解决甲醛污染问题。因此，研究一种能够高效、快速吸收甲醛的新材料是目前亟待解决的难题。

中国发明专利申请CN 103127646 A公开了一种净化甲醛的喷涂试剂，该试剂采用咪唑烷酮衍生物作为除甲醛成分，在纳米二氧化钛的催化作用下实现清除甲醛的效果。但是，该试剂中的咪唑烷酮衍生物对甲醛的清除效果仍不甚理想，无法满足长效、高效吸收甲醛的要求；另外，咪唑烷酮类化合物对于眼睛、皮肤和粘膜(如呼吸道粘膜)等具有刺激作用，使用不当可能会带来二次污染的问题，对人体健康构成潜在威胁。

发明内容

为了解决现有除甲醛材料存在的净化效果差、持续时间短、易造成二次污染等技术问题，本发明旨在提供一种用于吸收甲醛的液体材料及其制备方法。

具体而言，本发明采用如下技术方案：

一种用于吸收甲醛的液体材料，其由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：2～20份离子型纤维素醚、4～32份手性氨基醇、2～16份氧化镁、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡和1～6份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:0.6～20。

优选的，上述用于吸收甲醛的液体材料由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：5～15份离子型纤维素醚、10～25份手性氨基醇、5～12份氧化镁、2～5份二氧化钛、2～5份二氧化锡和2～5份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:1～15。

更优选的，上述用于吸收甲醛的液体材料由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：10份离子型纤维素醚、15份手性氨基醇、8份氧化镁、4份二氧化钛、4份二氧化锡和4份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:10。

在上述用于吸收甲醛的液体材料中，所述离子型纤维素醚选自羧甲基纤维素(CMC)、羧乙基纤维素(CEC)、羧丙基纤维素(CPC)、羧乙基甲基纤维素(CEMC)、羧乙基乙基纤维素(CEEC)、羧丙基甲基纤维素(CPMC)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)中的任意一种或多种以任意比例形成的混合物。

在上述用于吸收甲醛的液体材料中，所述手性氨基醇为两种对映异构体分子等摩尔混合后的外消旋体，选自1,2-二甲氨基乙醇、2,3-二甲氨基丙醇、1,2-二乙氨基乙醇、1,2-二苯氨基乙醇、1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇、2,2-二乙基-1,2-二氨基乙醇、N-甲基-N-乙基氨基三丁醇中的任意一种或多种以任意比例形成的混合物，上述手性氨基醇的结构式如下所示。

在上述用于吸收甲醛的液体材料中，所述溶剂既可以是无机溶剂，也可以是有机溶剂；当所述溶剂为无机溶剂时，优选水；当所述溶剂为有机溶剂时，优选乙醇。

上述用于吸收甲醛的液体材料可以加工成涂抹剂(例如，用于去除地板中的甲醛)、喷雾剂(例如，用于去除空气中的甲醛)、膏体等多种形式，以便满足不同的使用要求。

一种用于吸收甲醛的液体材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)将配方量的离子型纤维素醚加入到配方量的溶剂中，于20～80℃搅拌，使得所述离子型纤维素醚溶解，得到溶液A；

2)将配方量的手性氨基醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温搅拌，使得所述手性氨基醇溶解，得到溶液B；

3)将配方量的氧化镁、二氧化钛、二氧化锡和二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过搅拌或超声震动的方式分散均匀，得到混合物D，经过100～800目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

在上述制备方法中，步骤1)、步骤2)和步骤4)中所述搅拌均通过机械搅拌装置或磁力搅拌装置完成。

在本发明的用于吸收甲醛的液体材料中，手性氨基醇在碱性和/或催化条件下能够与甲醛发生羟醛缩合反应，从而达到净化甲醛的作用；氧化镁能够吸收空气中的水和二氧化碳，进而生成碱式碳酸镁，为羟醛缩合反应提供碱性环境；二氧化钛、二氧化锡、二氧化硅等因其自身具有催化性能而被用作催化剂，提高羟醛缩合反应的效率，增强复合材料去除甲醛的能力；离子型纤维素醚(又称聚电解质)可以在溶液中解离成离子，进而调节液体材料的粘度，使其能够长期停留在施用客体的表面并且保持应有的活性，实现甲醛的长期高效净化效果。

与现有技术相比，本发明中的用于吸收甲醛的液体材料有效解决了现有除甲醛材料存在的净化效果差、持续时间短、易造成二次污染等技术问题。另外，本发明中的制备方法简单易行，原材料对身体无毒无害，并且生产成本低，适合于大规模推广应用，极具市场前景。

附图说明

图1为应用液体材料净化空气中的甲醛的效果示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明中的技术方案做出进一步的描述。除非另有说明，下列实施例中所使用的仪器、材料、试剂等均可通过常规商业手段获得。

实施例1：用于吸收甲醛的液体材料的制备。

1)将2g羧甲基纤维素加入到14g去离子水中，于60℃磁力搅拌，使得羧甲基纤维素溶解，得到溶液A；

2)将4g 1,2-二甲氨基乙醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温磁力搅拌，使得1,2-二甲氨基乙醇溶解，得到溶液B；

3)将2g氧化镁、1g二氧化钛、1g二氧化锡和1g二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过磁力搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过400目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

实施例2：用于吸收甲醛的液体材料的制备。

1)将20g羧乙基纤维素加入到150g无水乙醇中，于50℃磁力搅拌，使得羧乙基纤维素溶解，得到溶液A；

2)将32g 2,3-二甲氨基丙醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温磁力搅拌，使得2,3-二甲氨基丙醇溶解，得到溶液B；

3)将16g氧化镁、6g二氧化钛、6g二氧化锡和6g二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过磁力搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过200目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

实施例3：用于吸收甲醛的液体材料的制备。

1)将3g羧乙基纤维素和2g羧甲基纤维素钠加入到15g无水乙醇中，于60℃机械搅拌，使得羧乙基纤维素和羧甲基纤维素钠溶解，得到溶液A；

2)将10g 1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温机械搅拌，使得1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇溶解，得到溶液B；

3)将5g氧化镁、2g二氧化钛、2g二氧化锡和5g二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过机械搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过600目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

实施例4：用于吸收甲醛的液体材料的制备。

1)将15g羧丙基甲基纤维素加入到50g去离子水中，于80℃机械搅拌，使得羧丙基甲基纤维素溶解，得到溶液A；

2)将10g 1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇和15g 1,2-二苯氨基乙醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温机械搅拌，使得1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇和1,2-二苯氨基乙醇溶解，得到溶液B；

3)将12g氧化镁、3g二氧化钛、5g二氧化锡和3g二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过机械搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过800目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

实施例5：用于吸收甲醛的液体材料的制备。

1)将5g羧乙基甲基纤维素和5g羧乙基乙基纤维素加入到50g去离子水中，于60℃磁力搅拌，使得羧乙基甲基纤维素和羧乙基乙基纤维素溶解，得到溶液A；

2)将7g 2,3-二甲氨基丙醇和8g 2,2-二乙基-1,2-二氨基乙醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温磁力搅拌，使得2,3-二甲氨基丙醇和2,2-二乙基-1,2-二氨基乙醇溶解，得到溶液B；

3)将8g氧化镁、4g二氧化钛、4g二氧化锡和4g二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过磁力搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过500目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

实施例6：液体材料的甲醛净化效果实验。

将实施例1～5中的液体材料分别涂覆在30cmx30cm的布料上，干燥后即得测试样品(厚度为3mm)，同时按照CN 103127646 A中记载的方法制备喷涂试剂，也涂覆在30cmx30cm的布料上，干燥后即得平行对照品(厚度为3mm)。

将上述涂覆有除醛产品的布料分别置于封闭实验装置的中心位置，加入3.3μl的30％甲醛液体后立即关闭装置门，打开加热台，开启风扇搅拌，使得甲醛气体均匀分布于整个实验装置中，同时使用甲醛传感器实时记录实验装置中的甲醛气体浓度，并按照下式计算甲醛去除率(％)：甲醛去除率＝(C₀-C_t)/C₀×100％，其中：C₀为初始含量，C_t为某时刻的实时含量，相应的实验结果如图1所示。

如图1可知，现有产品去除甲醛的曲线基本上呈线性，随着时间的推移呈现出匀速去除的态势，实验时间为40分钟时，甲醛去除率可达到35％左右。与之相比，本发明的液体材料在实验最初的2～3分钟内就能够达到85％以上的甲醛去除率。由此可见，本发明的液体材料确实具备快速、高效净化甲醛的功能。另外，本发明的液体材料在白天和夜晚均可进行甲醛净化，不依赖于二氧化钛等光催化剂的存在即可发挥功效，持续时间长，并且原材料对身体无毒无害，不会造成二次污染等技术问题。

Claims (9)

1.一种用于吸收甲醛的液体材料，其由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：2～20份离子型纤维素醚、4～32份手性氨基醇、2～16份氧化镁、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡和1～6份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:0.6～20。

2.根据权利要求1所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述用于吸收甲醛的液体材料由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：5～15份离子型纤维素醚、10～25份手性氨基醇、5～12份氧化镁、2～5份二氧化钛、2～5份二氧化锡和2～5份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:1～15。

3.根据权利要求1所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述用于吸收甲醛的液体材料由溶剂和以重量份计的下列固体成分制成：10份离子型纤维素醚、15份手性氨基醇、8份氧化镁、4份二氧化钛、4份二氧化锡和4份二氧化硅，并且所述离子型纤维素醚与所述溶剂的重量比为1:10。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述离子型纤维素醚选自羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羧乙基乙基纤维素、羧丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的任意一种或多种以任意比例形成的混合物。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述手性氨基醇选自1,2-二甲氨基乙醇、2,3-二甲氨基丙醇、1,2-二乙氨基乙醇、1,2-二苯氨基乙醇、1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇、2,2-二乙基-1,2-二氨基乙醇、N-甲基-N-乙基氨基三丁醇中的任意一种或多种以任意比例形成的混合物。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述手性氨基醇为外消旋体。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的用于吸收甲醛的液体材料，其特征在于：

所述溶剂为水或乙醇。

8.一种根据权利要求1至3中任一项所述的用于吸收甲醛的液体材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)将配方量的离子型纤维素醚加入到配方量的溶剂中，于20～80℃搅拌，使得所述离子型纤维素醚溶解，得到溶液A；

2)将配方量的手性氨基醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温搅拌，使得所述手性氨基醇溶解，得到溶液B；

3)将配方量的氧化镁、二氧化钛、二氧化锡和二氧化硅混合，得到混合物C；

4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过搅拌或超声震动的方式分散均匀，得到混合物D，经过100～800目滤网过滤，得到用于吸收甲醛的液体材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

步骤1)、步骤2)和步骤4)中所述搅拌均通过机械搅拌装置或磁力搅拌装置完成。