CN109837737A - 一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法 - Google Patents
一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，具体制备工艺为：将含二价锰的强酸性溶液调节体系pH至弱酸性，再调节体系pH至弱碱性，得到二氧化锰纳米片；将二氧化锰纳米片加入去离子水中，超声分散，得到二氧化锰纳米片胶体溶液；将二氧化锰纳米片胶体溶液先后加入醇溶液和二氧化硅颗粒，高速搅拌，得到基于二氧化锰纳米片的干水材料；将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布。本发明将基于二氧化锰纳米片的干水材料的表面积大，催化氧化活性高，因此制备的无纺布材料不仅对甲醛的吸附量大，且携带和使用方便，适用于多种材料的除甲醛工作。
Description
技术领域
本发明属于无纺布技术领域，具体涉及一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法。
背景技术
近年来，随着生活水平的提高，大量新型装饰材料、现代家具及生活用品不断进入室内，在给人们带来美观和方便的同时，也造成室内空气质量的不断恶化，其中甲醛污染是室内主要有机污染气体。因此，减少甲醛的释放和降低室内甲醛的含量以达到标准，称为人们日益关注的问题。
目前降低室内甲醛的含量的方法主要为植物净化、光催化、化学中和、臭氧氧化、常温催化氧化法和吸附技术等，其中吸附技术分为物理吸附和化学吸附，物理吸附主要利用颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、硅胶等的物质吸附甲醛而达到去除甲醛污染的目的，物理吸附富集能力强，简单易推广，对低浓度有害气体较有效，但甲醛特别容易从吸附材料上逃逸，化学吸附主要利用甲醛和化学改性过的活性炭、活性炭纤维或者活性氧化铝等吸附剂之间形成新化学键而达到去除甲醛污染的目的，化学吸附剂具有选择性、稳定不易脱附的特点。因此甲醛吸附材料因其低成本快速便捷的特性，使用较为广泛。
无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列形成纤网结构，经机械、热粘或化学等方法加固而成。无纺布的成本低，孔隙连通性好，通风透气，因此选用无纺布作为甲醛吸附剂的载体具有突出的优势。中国专利CN103590196B公开的一种高吸附性熔喷无纺布的生产方法，将高锰酸钾、铂粉、醋酸锰、氢氧化钠、活性氧化铝和钛白粉组成的除甲醛粒子、椰壳活性炭粒子搅拌混合均匀得添加剂物料；将无纺布用的聚丙烯、聚酯、粘胶纤维、聚乙烯、腈纶高分子粒料、硬脂酸、渗透剂T、十二烷基苯磺酸钠、Tween83、Tween80、Tween65、乳化剂OP10、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和海藻酸丙二酯助剂混合搅拌均匀，通过熔喷法将其熔融纺丝，并在成网前与添加剂物料混合均匀后，利用气流或者机械成网得到所述的高吸附性熔喷无纺布。由上述现有技术可知，通过将金属氧化物除甲醛粒子与活性炭粒子复合加入无纺布的制备中，可制备得到除甲醛性能稳定的无纺布材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，本发明将基于二氧化锰纳米片的干水材料的表面积大，催化氧化活性高，因此制备的无纺布材料不仅对甲醛的吸附量大，且携带和使用方便，适用于多种材料的除甲醛工作。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将含二价锰的强酸性溶液中滴加强碱溶液，调节体系pH至弱酸性，滴加弱碱溶液，调节体系pH至弱碱性，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片；
(2)将步骤(1)制备的二氧化锰纳米片加入去离子水中，超声分散处理，得到二氧化锰纳米片胶体溶液；
(3)将步骤(2)制备的二氧化锰纳米片胶体溶液中加入醇溶液，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，高速搅拌，得到基于二氧化锰纳米片的干水材料；
(4)将步骤(3)制备的基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，含二价锰的强酸性溶液中二价锰的含量为0.005-0.2mol/L。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，强碱溶液中强碱为氢氧化钾或者氢氧化钠，强碱的含量为2.5-2.7mol/L。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，弱酸性的pH值为6-6.5，弱碱性的pH值为7.5-8.5。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，弱碱溶液中弱碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的一种或者几种，弱碱的含量为0.5-1mol/L。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，超声分散处理的功率为800-1000W，时间15-30min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，二氧化锰纳米片胶体溶液中二氧化锰纳米片的含量为3-5mg/mL。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，醇溶液为乙二醇、丙三醇或者戊醇中的一种或者几种。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于二氧化锰纳米片的干水材料的密度为0.5-5.55g/mL。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为20-35wt％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中含有基于二氧化锰纳米片的干水材料,二氧化锰纳米片和二氧化硅的中粒径小、疏水性好、表面能高和较强的吸附能力，二氧化锰纳米片和二氧化硅可以将醇水溶液包覆其中，因此，二氧化锰纳米片和二氧化硅先将甲醛分子富集在材料的表面，然后甲醛分子慢慢深入到内部的溶剂中，二氧化锰纳米片对甲醛进行催化氧化起到分解作用，因此制备的含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布对甲醛具有很强的吸附能力，且不存在外泄的风险，因此本发明制备的含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布对甲醛的吸附能力佳。
(2)本发明制备的含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布选用无纺布作为柔性基材，体积小，使用时可贴或者塞于各种角落，可以深入的吸收隐藏的甲醛，吸收量且不会外泄，可显著降低甲醛的含量，适用多种材质的甲醛污染处理。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将含0.005mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.5mol/L的氢氧化钾溶液，调节体系pH至6，滴加0.5mol/L的碳酸钠溶液，调节体系pH至7.5，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在800W功率下超声分散处理15min，得到3mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入乙二醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在5000r/min的速率下高速搅拌15min，得到密度为0.5g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为20wt％。
实施例2：
(1)将含0.2mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.7mol/L的氢氧化钠溶液，调节体系pH至6.5，滴加1mol/L的碳酸钾溶液，调节体系pH至8.5，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在1000W功率下超声分散处理30min，得到5mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入丙三醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在8000r/min的速率下高速搅拌30min，得到密度为5.55g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为35wt％。
实施例3：
(1)将含0.05mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.6mol/L的氢氧化钾溶液，调节体系pH至6.3，滴加0.7mol/L的碳酸钾溶液，调节体系pH至8.2，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在900W功率下超声分散处理20min，得到4.5mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入戊醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在6500r/min的速率下高速搅拌25min，得到密度为0.52g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为25wt％。
实施例4：
(1)将含0.1mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.6mol/L的氢氧化钾溶液，调节体系pH至6.3，滴加0.9mol/L的碳酸氢钠和碳酸氢钾溶液，调节体系pH至7.9，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在950W功率下超声分散处理23min，得到3-5mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入乙二醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在7200r/min的速率下高速搅拌18min，得到密度为0.54g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为32wt％。
实施例5：
(1)将含0.13mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节体系pH至6.4，滴加09mol/L的碳酸钠和碳酸氢钠溶液，调节体系pH至8.2，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在930W功率下超声分散处理20min，得到3-5mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入丙三醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在6500r/min的速率下高速搅拌20min，得到密度为0.53g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为27wt％。
实施例6：
(1)将含0.02mol/L二价锰的强酸性溶液中滴加2.7mol/L的氢氧化钾溶液，调节体系pH至6.5，滴加0.5mol/L的碳酸钾和碳酸氢钾溶液，调节体系pH至8.5，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片。
(2)将二氧化锰纳米片加入去离子水中，在800W功率下超声分散处理30min，得到3mg/mL的二氧化锰纳米片胶体溶液。
(3)将二氧化锰纳米片胶体溶液中加入戊醇，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，在5000r/min的速率下高速搅拌30min，得到密度为0.5g/mL的基于二氧化锰纳米片的干水材料。
(4)将基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布，其中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为35wt％。
经检测，实施例1-6制备的二氧化锰纳米片的干水材料的比表面积,实施例1-6制备的含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中对甲醛的吸收率、最大平时间的结果如下所示：
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含二价锰的强酸性溶液中滴加强碱溶液，调节体系pH至弱酸性，滴加弱碱溶液，调节体系pH至弱碱性，过滤，洗涤，烘干，得到二氧化锰纳米片；
(2)将步骤(1)制备的二氧化锰纳米片加入去离子水中，超声分散处理，得到二氧化锰纳米片胶体溶液；
(3)将步骤(2)制备的二氧化锰纳米片胶体溶液中加入醇溶液，混合均匀后，加入二氧化硅颗粒，高速搅拌，得到基于二氧化锰纳米片的干水材料；
(4)将步骤(3)制备的基于二氧化锰纳米片的干水材料充分分散于纤维网的内部，经针刺加固，得到含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，含二价锰的强酸性溶液中二价锰的含量为0.005-0.2mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，强碱溶液中强碱为氢氧化钾或者氢氧化钠，强碱的含量为2.5-2.7mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，弱酸性的pH值为6-6.5，弱碱性的pH值为7.5-8.5。
5.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，弱碱溶液中弱碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的一种或者几种，弱碱的含量为0.5-1mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，超声分散处理的功率为800-1000W，时间15-30min。
7.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，二氧化锰纳米片胶体溶液中二氧化锰纳米片的含量为3-5mg/mL。
8.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，醇溶液为乙二醇、丙三醇或者戊醇中的一种或者几种。
9.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基于二氧化锰纳米片的干水材料的密度为0.5-5.55g/mL。
10.根据权利要求1所述的一种含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，含二氧化锰纳米片的干水基除甲醛无纺布中基于二氧化锰纳米片的干水材料的含量为20-35wt％。
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Application publication date: 20190604 |