CN108905605A - 一种用于室内装修污染的捕捉清除剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～8份、5‑10nm的纳米二氧化钛1～4份、蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～5份、氨基甲酸酯淀粉1～2份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。本发明的捕捉清除剂能有效吸附室内装修后的甲醛、氨、笨、TVOC有机污染物，使用方便简便，成本低廉，使用后不会再次反弹，产品使用过程中对环境不会产生二次污染，作用时间长，治理更彻底。

Description

一种用于室内装修污染的捕捉清除剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种用于室内装修污染的捕捉清除剂及其制备方法。
背景技术
在新房子装修过后，胶粘剂中的甲醛、油漆中的苯系物、墙体释放的氨气等化学污染物会长期缓慢释放，对室内人员健康构成严重威胁。人在房间逗留一段时间会感到头晕、目眩、呼吸不适，直接影响室内人员的身体健康，所以，在装修过后对室内环境进行综合治理，是一项紧迫的健康工程。现有技术中，为了清除室内化学污染改善室内环境，主要有通风法、固体活性炭吸附、绿色植物吸附，植物除甲醛能力也是有限的，植物仅能对甲醛、苯等有害物质起到辅助的治理作用；活性炭一般对于苯类是具有一定的吸附作用的。但是相对于甲醛的吸附效果就不是很明显了，一般一个月之后活性炭的能力就会越来越弱了，且主要是通过吸附的方式清除化学污染物，由于没有发生氧化、分解等化学反应，所以清除效果不确定。上述方法对于去除室内的有机污染气体的效果都一般。
因此，急需研究出一种用于室内装修污染的捕捉清除剂来解决上述问题装修来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够有效清除装修后的带来的甲醛、油漆中的苯系物、墙体释放的氨气等化学污染物，且无污染的用于室内装修污染的捕捉清除剂。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案；
一种用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～8份、5-10nm的纳米二氧化钛1～4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～5份、氨基甲酸酯淀粉1～2份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
本发明采用纳米结构的二氧化钛、二氧化硅、通过纳米材料的微孔结构吸附甲醛等有机挥发物，同时吸附甲醛等有机挥发物后微孔结构堵塞形成密闭的保护膜阻隔物体内部甲醛等有机挥发物释放到空气中，本申请人通过大量实验发现，当二氧化硅位5nm,二氧化钛的粒径在5～10nm时，其效果最佳，粒径小，其形成的网状结构的孔径越小，可以有效阻隔甲醛等有机挥发物释放到空气中，而当灯光照射时，本发明的二氧化钛具有光催化性能，不仅能吸附有机挥发物，同时可以将有机挥发物分解；且由于纳米结构，粒径小，与光接触面积增大，催化效果更佳。壳聚糖是一种天然多糖，使用过程中将十分的安全，分子链上具有丰富的氨基可与甲醛的醛基发生化学反应，壳聚糖季铵盐为壳聚糖改性后的壳聚糖，其能改善壳聚糖只溶于弱酸特质，其可以常温常压下能溶于水成为水溶液，使其效果得到充分发挥，本发明首次将纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐用于清除剂，其既有优良的吸附性，同时由于壳聚糖季铵盐还可氨基可与甲醛的醛基发生化学反应，使得甲醛等物质去除效率更佳，本发明还添加了氨基甲酸酯淀粉，其中氨基甲酸酯淀粉链上含有氨基、与羟基其能够结合甲醛，且作为吸附剂，具有去除效率高、无二次污染的特点，本发明的各个成分复合使用时，其吸附效果远远优于单独使用。
优选地，所述纳米二氧化钛采用锐钛型二氧化钛。本发明采用锐钛型二氧化钛，其在光的催化下，能够发生光催化反应。
优选地，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～3.4份、5-8nm的纳米二氧化钛1～1.4份、蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～2.5份、氨基甲酸酯淀粉1～1.5份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
本发明吸附剂中，组分的配比会影响组合物的效果，研究发现，在所述优选的重量份范围内，本发明的去除捕捉效果更佳。
优选地，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2.8份、5nm的纳米二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2份、氨基甲酸酯淀粉1份、去离子水120份、聚丙烯酸钠0.5份。
申请人在大量实验中意外发现，在该特定的重量配比下，本发明的去除率达到最佳。
优选地，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2份、6nm的二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2.5份、氨基甲酸酯淀粉1.2份、去离子水100份、油酸钠0.6份。
优选地，所述那么二氧化钛为5nm。本申请发明人经过大量研究发现，二氧化钛在5nm时，吸附效果最佳。
优选地，所述纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐与氨基甲酸酯淀粉为2:1。。本申请发明人经过大量研究发现，在此配比，其吸附效果最佳。
用于室内装修污染的捕捉清除剂的制备方法，在室温下，将分散剂、去离子水混合，低速搅拌15～20分钟，再依次加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐、氨基甲酸酯淀粉，高速搅拌15～20分钟，混合均匀，制得本发明的捕捉清除剂。
本发明的有益效果:本发明的捕捉清除剂能有效清除室内装修后的甲醛、氨、笨、TVOC有机污染物，使用方便简便，成本低廉，使用后不会再次反弹，产品使用过程中对环境不会产生二次污染，作用时间长，治理更彻底。
具体实施方式
以下实施例所涉及各原料如无特别说明，均为市售通用产品。
本发明公开了一种用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～8份、5-10nm的纳米二氧化钛1～4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～5份、氨基甲酸酯淀粉1～2份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
所述的纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛。
分散剂为聚丙烯酸钠、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；
本发明中的蒙脱土负载壳聚糖的制备可采用以下方法制备，将0.855g壳聚糖壳聚糖季铵盐加入到250mL蒸馏水中，在沸水中搅拌均匀直至溶解；降温至25～30℃得到壳聚糖季铵盐溶液。将5.0g纳米蒙脱土分散到250mL蒸馏水中，得到2％的蒙脱土悬浮液，将上述壳聚糖季铵盐溶液溶液缓慢加入纳米蒙脱土悬浮液中，再50℃下搅拌10d，用蒸馏水洗涤、过滤，真空干燥备用。
本发明的捕捉清除剂的制备方法为：在室温下，将分散剂、去离子水混合，低速搅拌15～20分钟，再依次加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐、氨基甲酸酯淀粉，高速搅拌15～20分钟，混合均匀，制得本发明的捕捉清除剂。
实施例1
本实施例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2.8份、5nm的纳米二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2份、氨基甲酸酯淀粉1份、去离子水120份、聚丙烯酸钠0.5份。
实施例2
本实施例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2份、6nm的二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2.5份、氨基甲酸酯淀粉1.2份、去离子水100份、油酸钠0.6份。
实施例3
本实施例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅3.4份、6nm的纳米二氧化钛1份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1份、氨基甲酸酯淀粉1.5份、去离子水150份、聚乙烯吡咯烷酮0.8份。
实施例4
本实施例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅8份、10nm的纳米二氧化钛3.5份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐5份、氨基甲酸酯淀粉2份、去离子水200份、聚乙烯吡咯烷酮1份。
实施例5
本实施例用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅6.5份、8nm的纳米二氧化钛4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐3.5份、氨基甲酸酯淀粉1.8份、去离子水150份、聚丙烯酸钠0.8份。
实验组6
本实施例考察了纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐与氨基甲酸酯淀粉质量比对本发明的有机污染物去除效果影响，各实验组的吸附剂按以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～8份、5-10nm的纳米二氧化钛1～4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～5份、氨基甲酸酯淀粉1～2份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
对比例1
本对比例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，7nm的纳米二氧化硅2.8份、12nm的纳米二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2份、氨基甲酸酯淀粉1份、去离子水120份、聚丙烯酸钠0.5份。
对比例2
本对比例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2.8份、5nm的纳米二氧化钛1.4份、去离子水120份、聚丙烯酸钠0.5份。
对比例3
本对比例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅1份、5nm的纳米二氧化钛0.5份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐6份、氨基甲酸酯淀粉1份、去离子水100份、分散剂0.5份。
对比例4
本对比例的用于室内装修污染的捕捉清除剂，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅3份、5-10nm的纳米二氧化钛5份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐0.5份、氨基甲酸酯淀粉3份、去离子水120份、分散剂0.6份。
性能测试
1.1附着力测试
本发明制备的捕捉清除剂，将试剂喷涂于释放材料表面或墙壁等光照良好的物品表面，其附着力将会影响产品性能，本发明附着力的检测方法按照GB/T9286-1998，底材选用玻璃；本发明的测试环境温度为23℃，湿度为70％。测试结果如表2所述：
组别 附着力等级
实施例1 0级
实施例2 0级
实施例3 0级
实施例4 0级
实施例5 0级
从表2中可知，本发明制备的捕捉清除剂，附着力均达到最高级0级，附着效果好。
1.2皮肤刺激性试验
对本发明实施例1制备的捕捉清除剂进行皮肤刺激性试验测试；
受试物：实施例1的捕捉清除剂
动物和饲养环境：家兔、普通级，共四只，体重为2.5～3.6kg。动物于普通级动物房内单笼饲养，动物房的温度为20～25℃，饮水为自来水。
试验方法：试验前约24h，将动物背部脊柱两侧毛剪掉，去毛范围为左右约3cm*3cm,取实施例1的清除剂为约2mL，涂在一侧皮肤上约为2.5cm*2.5cm,每天涂抹一次，连续涂抹14天，另一侧皮肤作为对照，从第二天开始，每次涂抹钱去毛，用温水清洗去除残留物，1h后观察结果，按《化学品测试准则》“皮肤刺激性/腐蚀性实验”表411-1评分，对照区和实验区做同样处理，实验结构如表3所示：
从表3中可知，使用本发明的产品未出现红斑、水肿现象，本发明为无刺激产品。
1.3急性进口毒性试验
将实施例1制备的捕捉清除剂委托中国测试技术研究院广东生化检测中心进行检测；
试验对象：将检疫合格的20只NIH小鼠全部纳入实验组，20只/组，雌雄各半，小鼠禁食不禁水约16d,实验组小鼠按0.2mL/10g体重灌胃给予500mg/mL受试液1次。
剂量设计：急性进口毒性试验配制500mg/mL受试液，按小鼠最大灌胃容量0.2mL/10g体重，灌胃一次，剂量为10000mg/kg体重。
观察指标:每天观察和记录所有动物死亡情况，中毒症状以及中毒反应的起始时间、严重程度、持续时间、是否可逆等，联系观察14d。
统计分析
对动物的体重进行统计处理并列表说明，原始数据以均数加减标准差表示，采用重复测量数据方差分析进行组间差异显著性检验。
实验结果如表4所述：
结果表明，动物在实验期间均未见异常反应，无死亡，体重正常增长。实验组小鼠体重在各测定时间点与对照组比较无显著性差异(p>0.5)。实验结束，动物解剖肉眼未见脏器发生病变，样品对小鼠的急性进口LD50>10000mg/kg,属于实际无毒级。
1.4有机污染物去除效果
将实施例1至6以及对比例1至4制备的捕捉清除剂委托中国测试技术研究院广东生化检测中心进行检测；
实验方法：(1)GB50325-2010民用建筑工程室内环境污染控制规范(2013版)
(2)GB/T18204.25-2000公共场所空气中氨的测定方法；
(3)GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛测定方法》；
(4)GB/T11737-1989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。
实验条件：将实施例1至6以及对比例1至4制备的捕捉清除剂分别喷涂在3块1m*1m的玻璃板上，放入检测室中，检测室为1m3的环境测试舱，白天太阳光，晚上日光灯照射；1m3的环境测试舱内，分别采集经玻璃板作用前后的空气样，测定其甲醛、氨、笨、TVOC的浓度，结果如表4所示：
从表5可看出，本发明实施例1至5的捕捉清除剂对甲醛、氨、笨、TVOC的去除率均在90％以上，说明本发明的捕捉清除剂对有机污染物具有较好的清除效果，其中以实施例1效果最佳，而本发明的纳米二氧化钛选择在5～10纳米，二氧化硅选择5nm，其清除效果最佳，纳米材料的微孔结构吸附甲醛等有机挥发物，同时吸附甲醛等有机挥发物后微孔结构堵塞形成密闭的保护膜阻隔物体内部甲醛等有机挥发物释放到空气中，对比例1中的二氧化钛采用12nm,二氧化硅选择7nm从结果可知，其去除效果大大降低。而对比例2相对于实施例1，缺少了纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐、氨基甲酸酯淀粉成分，结果表明，其去除率大大降低，本发明采用锐钛型二氧化钛，其在光的催化下，能够发生光催化反应，壳聚糖是一种天然多糖，使用过程中将十分的安全，分子链上具有丰富的氨基可与甲醛的醛基发生化学反应，壳聚糖季铵盐为壳聚糖改性后的壳聚糖，其能改善壳聚糖只溶于弱酸特质，其可以常温常压下能溶于水成为水溶液，使其效果得到充分发挥，本发明首次将纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐用于清除剂，其既有优良的吸附性，同时由于壳聚糖季铵盐还可氨基可与甲醛的醛基发生化学反应，使得甲醛等物质去除效率更佳，本发明还添加了氨基甲酸酯淀粉，其中氨基甲酸酯淀粉链上含有氨基、与羟基其能够结合甲醛，且作为吸附剂，具有去除效率高、无二次污染的特点，本发明的各个成分同时使用，才能达到最佳效果，单独的一种或两种其效果均不如本发明，对比例3、对比例4中的部分成分的含量范围在本发明之外，其效果也降低，说明只有在特定范围内，其效果才能最佳。
实验组1至4为纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐与氨基甲酸酯淀粉不同质量比对本发明的影响，结果表明，当纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐与氨基甲酸酯淀粉为2:1时，其去除效果最佳，本申请发明人经过大量研究发现得出。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～8份、5-10nm的纳米二氧化钛1～4份、蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～5份、氨基甲酸酯淀粉1～2份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛采用锐钛型二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，包括以下重量份的成分，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2～3.4份、5-8nm的纳米二氧化钛1～1.4份、蒙脱土负载壳聚糖季铵盐1～2.5份、氨基甲酸酯淀粉1～1.5份、去离子水100～200份、分散剂0.5～1份。
4.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2.8份、5nm的纳米二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2份、氨基甲酸酯淀粉1份、去离子水120份、聚丙烯酸钠0.5份。
5.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，包括以下重量份的成分，5nm的纳米二氧化硅2份、6nm的二氧化钛1.4份、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐2.5份、氨基甲酸酯淀粉1.2份、去离子水100份、油酸钠0.6份。
6.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，所述那么二氧化钛为5nm。
7.根据权利要求1所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂，其特征在于，所述纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐与氨基甲酸酯淀粉为2:1。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的用于室内装修污染的捕捉清除剂的制备方法，其特征在于，在室温下，将分散剂、去离子水混合，低速搅拌15～20分钟，再依次加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土负载壳聚糖季铵盐、氨基甲酸酯淀粉，高速搅拌15～20分钟，混合均匀，制得本发明的捕捉清除剂。
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