CN109894007A - 一种环保型空气净化材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型空气净化材料及其制备工艺，属于环保材料技术领域。本发明先将脱脂棉羧基化改性后均质，制得纳米纤维素，再利用壳聚糖与二氧化硅制得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料碳化后在异氰酸酯的作用下依次与环氧树脂和乙醇胺反应后，并在十二烷基苯磺酸钠的作用下在表面覆盖壳聚糖和木质素磺酸钠的微囊层，制得吸附材料，最后将吸附材料与纳米纤维素与竹纤维混合，制成预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃反应后制得环保型空气净化材料。本发明制备的环保型空气净化材料就有优异的净化性能，并且可重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及环保材料技术领域，具体是一种环保型空气净化材料及其制备工艺。
背景技术
近年来，室内环境污染问题日益突出，污染物的存在会危害人体健康，降低生活质量，影响工作效率、降低人体免疫力。因此，环境净化材料收到越来越多的关注。
空气净化材料是通过物理、化学等方式吸附分解空气中的有害物质，应用空气净化材料是一种有效控制空气污染源的方式。专利CN201511029041.4公开了藻钙矿物空气净化介质及其制备方法，即应用由藻类矿物微粉、钙质微粉、催化微粉、矿物改性剂、液相介质、光触媒组成，具有卓越的吸附净化性能，但在持续浓度的净化下易钝化；专利CN201010112863.X公开了含有纳米矿物质的复合空气净化剂及其制备方法，即由天然矿物、分子筛、光催化剂、改性剂、发泡剂、以及表面活性剂组成，对空气中的有机污染物分解效率高，不足之处是此净化材料为选择性吸附材料，净化类型不广；专利CN201310142911.3公开了一种光触媒多功能硅藻纯净化颗粒及其制备方法，即由硅藻、凹凸棒土、沸石粉、海泡石、负离子粉、远红外 陶瓷粉、高岭土、纳米光触媒组成净化颗粒，可以分解甲醛等有害物质，解决了活性炭等产品只吸附不分解的技术弊端，但在效率上和细小颗粒物吸附上存在不足之处。
以上公知专利技术的共同特点是充分利用多孔环境矿物粉体与光催化组分造粒形成，存在吸附分解量有限、祛除分解速度慢。专利CN1021101008A公开了用无机吸附材料浸泡在5～20％无机氧化剂水溶液中18～36h后烘干具有改进净化效果的作用。但仅以浸泡方式负载氧化剂，负载不充分、不牢固，表现出的净化性不能持久的弊病。因此研究具有可重复利用且吸附量高的环保型空气净化材料具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保型空气净化材料及其制备工艺，以解决现有技术中存在净化颗粒可重复利用率低，净化效率不高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述环保型空气净化材料主要包括以下重量份数的原料组分：50~60份纳米纤维素，10~12份竹纤维和5~8份卤代烃溶液，用纳米纤维素和竹纤维制得纳米纤维素膜可提高过滤膜的过滤效果，并且加入的竹纤维可提高膜的力学性能，使膜的使用时间延长。
一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述环保型空气净化材料还包括以下重量份数的原料组分：20~25份吸附材料，吸附材料的加入可固着于纳米纤维素膜的孔隙中，从而减少纳米纤维素膜中大孔隙的含量，提高膜的过滤效果，并且吸附材料可吸附气体，进一步提高膜的净化效果。
作为优化，纳米纤维素是由脱脂棉为原料，经羧甲基化改性后制得，经过羧甲基化改性后的纳米纤维素具有更好的化学活性，且分子链段增长，可提高膜的过滤效果。
作为优化，吸附材料中含有多孔碳微球，壳聚糖，木质素磺酸钠和含羟基柔性链段，所述含羟基柔性链段由异氰酸酯，环氧树脂和乙醇胺制得，多孔碳微球的加入可使膜的空气净化效果提高，并且在羟基柔性链段的作用下，可使吸附材料与膜间的结合力进一步提高，提高膜的重复利用率。
作为优化，环保型空气净化材料包括以下重量份数的原料组分：55份纳米纤维，12份竹纤维，8份卤代烃溶液和24份吸附材料。
作为优化，该环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉羧基化改性后均质；
（2）将壳聚糖与致孔剂混合，经交联反应后，去除致孔剂，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯混合，并于碱性条件下进行水解反应，过滤，干燥，碳化，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球在异氰酸酯的作用下依次与环氧树脂和乙醇胺反应，过滤，洗涤，干燥；
（3）将步骤（2）所得物质与十二烷基苯磺酸钠溶液混合，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料依次与壳聚糖溶液和木质素磺酸钠溶液混合，过滤，洗涤，干燥；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）混合于水中，并加入竹纤维，经抽滤得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液混合，并加入碘化钾和水，于碱性条件下反应，过滤，洗涤，干燥；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
作为优化，该环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与氯乙酸溶液按质量比1：3~1：4混合，搅拌反应后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物高压均质，旋蒸浓缩，干燥；
（2）将壳聚糖与醋酸溶液按质量比1：8~1：10混合，并加入壳聚糖质量0.3~0.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.01~0.04倍的乳化剂，搅拌混合后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1~55：1混合，于碱性条件下搅拌反应后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球经索氏提取后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：5~1：8混合，并加入多孔壳聚糖质量40~50倍的乙醇溶液，调节pH至8~10，搅拌反应后，过滤，干燥，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料碳化，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球与无水丙酮按质量比1：10~1：20混合，并加入预处理多孔碳微球质量0.5~1.0倍的甲苯二异氰酸酯和预处理多孔微球质量1~2倍的环氧树脂溶液，于惰性气体氛围下搅拌反应后，过滤，得多孔碳微球坯料，将多孔碳微球坯料与无水丙酮按质量比1：12~1：15混合，并加入多孔碳微球坯料质量0.4~1.0倍的乙醇胺，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（3）将步骤（2）所得物质与十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：8~1：10混合，搅拌分散后，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料与壳聚糖溶液按质量比1：8~1：12混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与木质素磺酸钠溶液按质量比1：8~1：10混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比2：1~3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.1~0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量100~120倍的水，搅拌混合后，抽滤，得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液按质量比18：1~20：1混合，并加入预处理纳米纤维膜质量0.1~0.2倍的碘化钾和预处理纳米纤维膜质量5~10倍的水，于pH为10~11的条件下，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析，即对产品的净化率和洗涤后的净化率进行检测。
作为优化，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80，司盘-60或吐温-80中任意一种。
作为优化，步骤（2）所述环氧树脂溶液为将环氧树脂E-44与二甲苯按质量比1：10混合，得环氧树脂溶液。
作为优化，步骤（4）所述卤代烃溶液为将1,6-二溴己烷与无水乙醇按质量比2：1混合，得卤代烃溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在制备环保型空气净化材料时加入吸附材料，首先，吸附材料中含有多孔碳微球，在加入产品中后，可吸附空气中含有的污染气体，从而使产品的净化效率提高，其次，吸附材料中使用壳聚糖与木质素磺酸钠对多孔碳微球表面进行包覆，从而在多孔微球表面形成具有刺激响应性的微囊结构，可在产品使用过程中使膜中大孔径的孔隙含量减少，从而使产品对细微颗粒的吸附效果提高，同时由于多孔碳微球表面微囊层的存在，可阻止被多孔碳吸附的有害气体在产品使用过程中的二次释放，进而提高产品的净化效果，并且，由于吸附材料中还含有含羟基的柔性链段，在随吸附材料一同与纳米纤维素混合后，可与纳米纤维素间产生氢键作用力，并与纳米纤维素间产生物理缠绕，从而使吸附材料与膜间的结合力提高，进而使产品在洗涤后仍含有大量吸附颗粒，提高产品的可重复使用率，最后，在产品制备过程中加入卤代烃溶液可与多孔碳微球表面的木质素磺酸钠在碘化钾的作用下形成三维交联网络，从而使吸附材料与纳米纤维素膜间的结合力进一步提高，从而使产品的净化效率和可重复使用率进一步提高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的环保型空气净化材料的各指标的测试方法如下：
净化率：将各实例所得环保型空气净化材料与对比例产品置于甲醛浓度为1.5ppm，PM2.5为100mg/m3的体积为1m3的密封玻璃柜中，测量产品使用2h后的甲醛去除率和PM2.5的去除率；
持效性：将经净化率测试后的各样品于pH为9的水溶液中洗涤3次后，再次置于甲醛浓度为1.5ppm，PM2.5为100mg/m3的体积为1m3的密封玻璃柜中，测量使用2h后的甲醛去除率和PM2.5的去除率。
实例1：
一种环保型空气净化材料，按重量份数计，主要包括：55份纳米纤维，12份竹纤维，8份卤代烃溶液和24份吸附材料。
一种环保型空气净化材料的制备工艺，所述环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与质量分数为12%的氯乙酸溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物于高压均质机中高压均质30min后，于温度为80℃，转速为180r/min，压力为600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1%，并于温度为80℃的条件下干燥2h；
（2）将壳聚糖与质量分数为2%的醋酸溶液按质量比1：10混合，并向壳聚糖与醋酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量00.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.04倍的乳化剂，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1混合于烧杯中，控制烧杯内物料的pH为8.0，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球用石油醚经索氏提取24h后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，并向多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯的混合物中加入多孔壳聚糖质量50倍的质量分数为70%的乙醇溶液，调节pH至8，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，并于温度为80℃的条件下干燥1h后，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料于温度为500℃的条件下碳化4h后，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球与无水丙酮按质量比1：20混合于反应釜中，并向反应釜中加入预处理多孔碳微球质量0.5的甲苯二异氰酸酯和预处理多孔微球质量2倍的环氧树脂溶液，向反应釜中以60mL/min的速率通入氮气，于温度为100℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应24h后，过滤，得多孔碳微球坯料，将多孔碳微球坯料与无水丙酮按质量比1：15混合，并向多孔碳微球坯料与无水丙酮的混合物中加入多孔碳微球坯料质量0.8倍的乙醇胺，于温度为80℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应2h后，过滤，得滤渣，将滤渣用无水乙醇和丙酮各洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥4h；
（3）将步骤（2）所得物质与质量分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为30℃，转速为350r/min的条件下搅拌分散20min后，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料与浓度为5g/L的壳聚糖溶液按质量比1：12混合，于温度为30℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，将滤饼与浓度为5g/L的木质素磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为35℃，转速为300r/min搅拌反应后，过滤，得吸附材料坯料，将吸附材料坯料用水洗涤8次后，于温度为80℃的条件下干燥2h；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量120倍的水，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合40min后，抽滤，得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液按质量比18：1混合，并向预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液的混合物中加入预处理纳米纤维膜质量0.1倍的碘化钾和预处理纳米纤维膜质量10倍的水，于pH为11的条件下，并于温度为50℃，转速为360r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得环保型空气净化材料坯料，将环保型空气净化材料坯料用水洗涤6次后，并于温度为60℃的条件下干燥4h；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
作为优化，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80。
作为优化，步骤（2）所述环氧树脂溶液为将环氧树脂E-44与二甲苯按质量比1：10混合，得环氧树脂溶液。
作为优化，步骤（4）所述卤代烃溶液为将1,6-二溴己烷与无水乙醇按质量比2：1混合，得卤代烃溶液。
实例2：
一种环保型空气净化材料，按重量份数计，主要包括：55份纳米纤维，12份竹纤维，8份卤代烃溶液和24份吸附材料。
一种环保型空气净化材料的制备工艺，所述环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与质量分数为12%的氯乙酸溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物于高压均质机中高压均质30min后，于温度为80℃，转速为180r/min，压力为600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1%，并于温度为80℃的条件下干燥2h；
（2）将壳聚糖与质量分数为2%的醋酸溶液按质量比1：10混合，并向壳聚糖与醋酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量00.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.04倍的乳化剂，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1混合于烧杯中，控制烧杯内物料的pH为8.0，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球用石油醚经索氏提取24h后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，并向多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯的混合物中加入多孔壳聚糖质量50倍的质量分数为70%的乙醇溶液，调节pH至8，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，并于温度为80℃的条件下干燥1h后，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料于温度为500℃的条件下碳化4h；
（3）将步骤（2）所得物质与质量分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为30℃，转速为350r/min的条件下搅拌分散20min后，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料与浓度为5g/L的壳聚糖溶液按质量比1：12混合，于温度为30℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，将滤饼与浓度为5g/L的木质素磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为35℃，转速为300r/min搅拌反应后，过滤，得吸附材料坯料，将吸附材料坯料用水洗涤8次后，于温度为80℃的条件下干燥2h；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量120倍的水，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合40min后，抽滤，得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液按质量比18：1混合，并向预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液的混合物中加入预处理纳米纤维膜质量0.1倍的碘化钾和预处理纳米纤维膜质量10倍的水，于pH为11的条件下，并于温度为50℃，转速为360r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得环保型空气净化材料坯料，将环保型空气净化材料坯料用水洗涤6次后，并于温度为60℃的条件下干燥4h；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
作为优化，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80。
作为优化，步骤（4）所述卤代烃溶液为将1,6-二溴己烷与无水乙醇按质量比2：1混合，得卤代烃溶液。
实例3：
一种环保型空气净化材料，按重量份数计，主要包括：55份纳米纤维，12份竹纤维，8份卤代烃溶液和24份吸附材料。
一种环保型空气净化材料的制备工艺，所述环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与质量分数为12%的氯乙酸溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物于高压均质机中高压均质30min后，于温度为80℃，转速为180r/min，压力为600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1%，并于温度为80℃的条件下干燥2h；
（2）将壳聚糖与质量分数为2%的醋酸溶液按质量比1：10混合，并向壳聚糖与醋酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量00.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.04倍的乳化剂，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1混合于烧杯中，控制烧杯内物料的pH为8.0，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球用石油醚经索氏提取24h后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，并向多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯的混合物中加入多孔壳聚糖质量50倍的质量分数为70%的乙醇溶液，调节pH至8，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，并于温度为80℃的条件下干燥1h后，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料于温度为500℃的条件下碳化4h后，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球与无水丙酮按质量比1：20混合于反应釜中，并向反应釜中加入预处理多孔碳微球质量0.5的甲苯二异氰酸酯和预处理多孔微球质量2倍的环氧树脂溶液，向反应釜中以60mL/min的速率通入氮气，于温度为100℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应24h后，过滤，得多孔碳微球坯料，将多孔碳微球坯料与无水丙酮按质量比1：15混合，并向多孔碳微球坯料与无水丙酮的混合物中加入多孔碳微球坯料质量0.8倍的乙醇胺，于温度为80℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应2h后，过滤，得滤渣，将滤渣用无水乙醇和丙酮各洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥4h；
（3）将步骤（2）所得物质与质量分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为30℃，转速为350r/min的条件下搅拌分散20min后，过滤，得吸附材料坯料，将吸附材料坯料用水洗涤8次后，于温度为80℃的条件下干燥2h；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量120倍的水，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合40min后，抽滤，得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液按质量比18：1混合，并向预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液的混合物中加入预处理纳米纤维膜质量0.1倍的碘化钾和预处理纳米纤维膜质量10倍的水，于pH为11的条件下，并于温度为50℃，转速为360r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得环保型空气净化材料坯料，将环保型空气净化材料坯料用水洗涤6次后，并于温度为60℃的条件下干燥4h；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
作为优化，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80。
作为优化，步骤（2）所述环氧树脂溶液为将环氧树脂E-44与二甲苯按质量比1：10混合，得环氧树脂溶液。
作为优化，步骤（4）所述卤代烃溶液为将1,6-二溴己烷与无水乙醇按质量比2：1混合，得卤代烃溶液。
实例4：
一种环保型空气净化材料，按重量份数计，主要包括：55份纳米纤维，12份竹纤维和24份吸附材料。
一种环保型空气净化材料的制备工艺，所述环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与质量分数为12%的氯乙酸溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物于高压均质机中高压均质30min后，于温度为80℃，转速为180r/min，压力为600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1%，并于温度为80℃的条件下干燥2h；
（2）将壳聚糖与质量分数为2%的醋酸溶液按质量比1：10混合，并向壳聚糖与醋酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量00.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.04倍的乳化剂，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1混合于烧杯中，控制烧杯内物料的pH为8.0，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球用石油醚经索氏提取24h后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，并向多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯的混合物中加入多孔壳聚糖质量50倍的质量分数为70%的乙醇溶液，调节pH至8，于温度为30℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，并于温度为80℃的条件下干燥1h后，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料于温度为500℃的条件下碳化4h后，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球与无水丙酮按质量比1：20混合于反应釜中，并向反应釜中加入预处理多孔碳微球质量0.5的甲苯二异氰酸酯和预处理多孔微球质量2倍的环氧树脂溶液，向反应釜中以60mL/min的速率通入氮气，于温度为100℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应24h后，过滤，得多孔碳微球坯料，将多孔碳微球坯料与无水丙酮按质量比1：15混合，并向多孔碳微球坯料与无水丙酮的混合物中加入多孔碳微球坯料质量0.8倍的乙醇胺，于温度为80℃，转速为280r/min的条件下搅拌反应2h后，过滤，得滤渣，将滤渣用无水乙醇和丙酮各洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥4h；
（3）将步骤（2）所得物质与质量分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为30℃，转速为350r/min的条件下搅拌分散20min后，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料与浓度为5g/L的壳聚糖溶液按质量比1：12混合，于温度为30℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，将滤饼与浓度为5g/L的木质素磺酸钠溶液按质量比1：10混合，于温度为35℃，转速为300r/min搅拌反应后，过滤，吸附材料坯料，将吸附材料坯料用水洗涤8次后，于温度为80℃的条件下干燥2h；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量120倍的水，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合40min后，抽滤，并于温度为60℃的条件下干燥4h；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
作为优化，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80。
作为优化，步骤（2）所述环氧树脂溶液为将环氧树脂E-44与二甲苯按质量比1：10混合，得环氧树脂溶液。
对比例：
一种环保型空气净化材料，按重量份数计，主要包括：55份纳米纤维，12份竹纤维。
一种环保型空气净化材料的制备工艺，所述环保型空气净化材料的制备工艺包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与质量分数为12%的氯乙酸溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物于高压均质机中高压均质30min后，于温度为80℃，转速为180r/min，压力为600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1%，并于温度为80℃的条件下干燥2h；
（2）将步骤（1）所得物质与竹纤维按质量比5：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量120倍的水，于温度为40℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合40min后，抽滤，并于温度为60℃的条件下干燥4h；
（3）对步骤（2）所得产品进行指标分析。
效果例：
下表1给出了采用本发明实施例1至4与对比例的环保型空气净化材料及其制备工艺的指标分析结果。
表1
从表1中的数据可以看出：在产品中加入吸附材料可有效提高纳米纤维素膜对空气中细小颗粒的净化率，并且可提高产品对有害气体的吸附量，从实例1和实例2的比较可得，当产品中不加入含羟基的柔性链段时，产品对甲醛有害气体仍具有较好吸附性，对细小颗粒也具有不错的吸附性，但是在经过洗涤处理后，产品对有害气体和细小颗粒的去除率明显降低，原因在于，含羟基柔性链段的减少，降低了吸附材料与纳米纤维素膜间的结合力；从实例1和实例3比较可得，当吸附材料中不含壳聚糖与木质素磺酸钠的微囊层时，产品刚开始对细小颗粒和有害气体的去除率较好，但在经过水洗后，产品对细小颗粒和有害气体的去除率下降严重，原因为微囊层的消失，使纳米纤维素膜中孔隙孔径增大，且吸附材料在洗涤后流失严重；对比实例1和实例4可得，当产品中不加入卤代烃溶液时，产品刚开始对甲醛和细小颗粒的去除率较好，但在洗涤过后，由于不加卤代烃溶液使卤代烃与木质素磺酸钠的三维网络消失，使产品在洗后纳米纤维素膜中孔径增大，吸附材料部分流失，从而使洗后产品对甲醛和微小颗粒的去除率有些许下降。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述环保型空气净化材料主要包括以下重量份数的原料组分：50~60份纳米纤维素，10~12份竹纤维和5~8份卤代烃溶液。
2.根据权利要求1所述的一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述环保型空气净化材料还包括以下重量份数的原料组分：20~25份吸附材料。
3.根据权利要求2所述的一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述纳米纤维素是由脱脂棉为原料，经羧甲基化改性后制得。
4.根据权利要求3所述的一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述吸附材料中含有多孔碳微球，壳聚糖，木质素磺酸钠和含羟基柔性链段，所述含羟基柔性链段由异氰酸酯，环氧树脂和乙醇胺制得。
5.根据权利要求4所述的一种环保型空气净化材料，其特征在于，所述环保型空气净化材料包括以下重量份数的原料组分：55份纳米纤维，12份竹纤维，8份卤代烃溶液和24份吸附材料。
6.一种环保型空气净化材料的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将脱脂棉羧基化改性后均质；
（2）将壳聚糖与致孔剂混合，经交联反应后，去除致孔剂，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯混合，并于碱性条件下进行水解反应，过滤，干燥，碳化，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球在异氰酸酯的作用下依次与环氧树脂和乙醇胺反应，过滤，洗涤，干燥；
（3）将步骤（2）所得物质与十二烷基苯磺酸钠溶液混合，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料依次与壳聚糖溶液和木质素磺酸钠溶液混合，过滤，洗涤，干燥；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）混合于水中，并加入竹纤维，经抽滤得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液混合，并加入碘化钾和水，于碱性条件下反应，过滤，洗涤，干燥；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
7.根据权利要求6所述的一种环保型空气净化材料的制备工艺，其特征在于，所述环保型空气净化材料的制备工艺主要包括以下步骤：
（1）将脱脂棉与氯乙酸溶液按质量比1：3~1：4混合，搅拌反应后，得羧甲基改性脱脂棉混合物，将羧甲基改性脱脂棉混合物高压均质，旋蒸浓缩，干燥；
（2）将壳聚糖与醋酸溶液按质量比1：8~1：10混合，并加入壳聚糖质量0.3~0.4倍的乙酸乙酯和壳聚糖质量0.01~0.04倍的乳化剂，搅拌混合后，得壳聚糖混合液，将壳聚糖混合液与环氧氯丙烷按体积比50：1~55：1混合，于碱性条件下搅拌反应后，过滤，得壳聚糖微球，将壳聚糖微球经索氏提取后，得多孔壳聚糖微球，将多孔壳聚糖微球与正硅酸乙酯按质量比1：5~1：8混合，并加入多孔壳聚糖质量40~50倍的乙醇溶液，调节pH至8~10，搅拌反应后，过滤，干燥，得预处理多孔碳微球坯料，将预处理多孔碳微球坯料碳化，得预处理多孔碳微球，将预处理多孔碳微球与无水丙酮按质量比1：10~1：20混合，并加入预处理多孔碳微球质量0.5~1.0倍的甲苯二异氰酸酯和预处理多孔微球质量1~2倍的环氧树脂溶液，于惰性气体氛围下搅拌反应后，过滤，得多孔碳微球坯料，将多孔碳微球坯料与无水丙酮按质量比1：12~1：15混合，并加入多孔碳微球坯料质量0.4~1.0倍的乙醇胺，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（3）将步骤（2）所得物质与十二烷基苯磺酸钠溶液按质量比1：8~1：10混合，搅拌分散后，过滤，得预处理吸附材料，将预处理吸附材料与壳聚糖溶液按质量比1：8~1：12混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与木质素磺酸钠溶液按质量比1：8~1：10混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（4）将步骤（1）所得物质与步骤（3）所得物质按质量比2：1~3：1混合，并加入步骤（1）所得物质质量0.1~0.2倍的竹纤维和步骤（1）所得物质质量100~120倍的水，搅拌混合后，抽滤，得预处理纳米纤维膜，将预处理纳米纤维膜与卤代烃溶液按质量比18：1~20：1混合，并加入预处理纳米纤维膜质量0.1~0.2倍的碘化钾和预处理纳米纤维膜质量5~10倍的水，于pH为10~11的条件下，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥；
（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。
8.根据权利要求7所述的一种环保型空气净化材料的制备工艺，其特征在于，步骤（2）所述乳化剂为司盘-80，司盘-60或吐温-80中任意一种。
9.根据权利要求8所述的一种环保型空气净化材料的制备工艺，其特征在于，步骤（2）所述环氧树脂溶液为将环氧树脂E-44与二甲苯按质量比1：10混合，得环氧树脂溶液。
10.根据权利要求1所述的一种环保型空气净化材料的制备工艺，其特征在于，步骤（4）所述卤代烃溶液为将1,6-二溴己烷与无水乙醇按质量比2：1混合，得卤代烃溶液。
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