CN109966533A - 一种利用碳纳米角制成的除臭剂及用途 - Google Patents
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Abstract
一种利用碳纳米角制成的除臭剂及用途，属于除臭剂的制备和应用技术领域。其特征在于按照质量分数计包含如下组分：碳纳米角，5%；碳纳米角载体，95%；所述制备工艺包含如下步骤：（1）按照配方准备原材料；（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，搅拌至均匀；加入月桂酸；分两批加入聚丙烯酸；碳纳米角载体制备成功；（3）除臭剂的制备：在上述碳纳米角载体中，加入碳纳米角然后加入染料，继续搅拌，完成制备。本发明的碳纳米角均匀分布负载在脂肪酸和聚丙烯酰胺凝胶中，对空气中常见臭味去除率达到90%以上，不存在重新释放二次污染的问题。
Description
技术领域
本发明属于除臭剂的制备和应用技术领域，具体涉及一种利用碳纳米角制成的除臭剂及用途。
背景技术
臭味是指引起人们厌恶，影响人们和动物身心健康的气体物质。浓度较高的臭气就成为恶臭，国家标准GB14554-93将为恶臭定义为一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。生活环境中臭味包括氨、硫醇、三甲基胺、粪臭素、尼古丁等，来源于厕所、宠物、香烟、汗液、蔬菜腐烂、海鲜等。人往往可记住这些不愉快的或异常的气味，并且可在以后辨别出很低水平的该种气味，这些臭味极大的影响人的身心健康。
为了消除臭味，最常采用的方式是使用空气清新剂，空气清新剂主要由化学灭菌剂及香精混合制成，经常喷洒于空气中对于人的身体会造成损害，影响健康。且采用灭菌剂和香精混合而成空气清洗剂，仅仅起到气味遮盖作用，臭气依然存在环境之中，无法除去。如何除掉空气中的臭气，且最大程度降低臭气造成的伤害是人民群众特别关注的焦点，也是业内人士亟待解决的技术问题。
鉴于此，申请人研发了一种新型除臭剂，能够解决上述问题。该技术利用碳纳米角为载体，利用吸附转化原理减轻臭气的味道和危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用碳纳米角制成的除臭剂及用途，利用吸附转化原理减轻臭气的味道和危害。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于按照质量分数计包含如下组分：
碳纳米角 5%；
碳纳米角载体 95%；
其中，所述碳纳米角载体按照质量分数计包含如下组分：
月桂酸 15%；
聚丙烯酸 5%；
碳酸钠 20%；
颜料 0.1%；
水 59.9%。
优选的，还包括光触媒添加剂，所述光触媒添加剂的添加量为碳纳米角和碳纳米角载体二者总质量的5-15%。
优选的，所述光触媒添加剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌，所述纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌的粒径介于1-100 nm之间。
本发明所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）除臭剂的制备：在上述碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
本发明所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于制备光触媒型除臭剂，所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）在35-45摄氏度的温度条件下，在碳纳米角载体内加入光触媒添加剂，搅拌均匀得到光触媒型碳纳米角载体；
（4）除臭剂的制备：在上述光触媒型碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
优选的，所述染料为亚甲基蓝染料。
本发明的一种利用碳纳米角制成的除臭剂的用途，其特征在于：除臭剂制作成膏状，每200克除臭剂能够净化0—50立方米的空间范围。
优选的，除臭剂的净化方法：将使用后的除臭剂碾展呈薄片状，放置在紫外线灯下照射5-15分钟，如此反复重复碾展照射过程2-3次；或者喷涂纯净水后反复揉搓2-3分钟，而后静置1-2个小时，即可达到净化除臭剂的作用；所述除臭剂能够反复净化1-3次，并重复投入使用。
使用空间可以是汽车、衣柜、鞋柜、写字楼、办公隔间、教室、医院病房、厕所、火车、飞机等日常不同场所。
本发明的创新点在于：
1、本发明所述的碳纳米角载体中含有月桂酸、聚丙烯酸和碳酸钠，能够生成脂肪酸和聚丙烯酰胺凝胶，碳纳米角均匀分布负载在脂肪酸和聚丙烯酰胺凝胶中，对空气中常见臭味去除率达到90%以上，不存在重新释放等二次污染的问题。
2、单层碳纳米角（简称碳纳米角）由电弧法制备，是最近几年来继碳纳米管之后的又一种新兴的碳纳米材料。单根碳纳米角直径为2~5 nm，一端为封闭的锥形结构，另一端开口，长度为10~20 nm。碳纳米角通常以直径为80-100nm的球形聚集体存在，聚集体的形貌有dahlia, bud 和seed三种类型。 碳纳米角的比表面积大并且具有中空结构,碳纳米角的比表面积超过3000m2/g，其孔洞适合束缚各种臭味分子。其表面具有羟基、环氧基等含氧基团，能通过化学反应键合臭味中的各种氨基、巯基等不饱和及含杂原子的基团，从而具有吸附空气污染物的功能，本发明的碳纳米角均匀分布负载在月桂酸和聚丙烯酸凝胶中，工艺简单，操作方便，实用性强，具有广阔的应用前景。
3、在除臭剂中加入光触媒，可以通过紫外线照射或者添加水分，令光触媒将水或氧气催化成氧化能力的羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2·）、活性氧（HO2·，H2O2）等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性。其能有效地降解除臭剂吸附的有毒有害气体，同时能够能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，继而达到净化除臭剂、令其能够反复使用的目的。
4、本工艺和专用装置经过实验和批量小试，取得了显著的有益效果，适宜在业界普及推广。
具体实施方式
实施例一
本发明所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，按照质量分数计包含如下组分：
碳纳米角 5%；
碳纳米角载体 95%；
其中，所述碳纳米角载体按照质量分数计包含如下组分：
月桂酸 15%；
聚丙烯酸 5%；
碳酸钠 20%；
颜料 0.1%；
水 59.9%。
所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸|：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）除臭剂的制备：在上述碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
所述染料为亚甲基蓝染料。
本发明所述的利用碳纳米角制成的除臭剂的用途，具体操作方式如下：将除臭剂压制在一个圆柱形形的塑料盒子中，上面盖上带孔的盖子，制作成500克的除臭盒使用。汽车、衣柜、鞋柜、写字楼、办公隔间、教室、医院病房、厕所、火车、飞机等日常不同场所使用，可以使用空间为0—50立方米，最优为0—20立方米。
实验数据：
将本发明所述的除臭剂和常用的活性炭对比除臭实验，同时使用500克，放在20平米的密闭空间中，空间中放入不同臭气，得到的除臭结果如下：
| 项目 | 尼古丁起始含量（0小时，mg） | 尼古丁含量（1小时后，mg） | 尼古丁含量（3小时后，mg） | 粪臭素起始含量（0小时，mg） | 粪臭素含量（1小时后，mg） | 粪臭素含量（3小时后，mg） |
| 空白对照 | 20.1 | 19.7 | 19.1 | 15.2 | 14.5 | 13.2 |
| 活性炭 | 20.3 | 18.5 | 12.3 | 14.9 | 10.6 | 5.7 |
| 除臭剂 | 20.6 | 16.6 | 3.5 | 15.7 | 8.2 | 1.6 |
注：以整个空间中存在臭味总数计算。臭气测试方法为气相色谱法。
从表中可知，除臭剂吸附尼古丁和粪臭素能力比活性炭强，对臭味的清除能力比活性炭高出200%，臭味大部分被清除，空气质量上升显著，而空白对照的空气质量基本上没有变化，使用活性炭的空气质量虽然变好，但是变化较为缓慢。
在本发明中，碳纳米角的制备工艺已属现有技术，如专利号为200480013799.2 的发明专利《碳纳米角制造装置和碳纳米角制造方法》中即已详细说明碳纳米角的制备方法，在具体生产过程中可参照该方法制备，不再赘述。
实施例二
按照质量分数计包含如下组分：
碳纳米角 5%；
碳纳米角载体 95%；
其中，所述碳纳米角载体按照质量分数计包含如下组分：
月桂酸 15%；
聚丙烯酸 5%；
碳酸钠 20%；
颜料 0.1%；
水 59.9%。
还包括光触媒添加剂，所述光触媒添加剂的添加量为碳纳米角和碳纳米角载体二者总质量的5-15%。
所述光触媒添加剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌，所述纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌的粒径介于1-100 nm之间。
本发明所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于制备光触媒型除臭剂，所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）在35-45摄氏度的温度条件下，在碳纳米角载体内加入光触媒添加剂，搅拌均匀得到光触媒型碳纳米角载体；
（4）除臭剂的制备：在上述光触媒型碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
所述染料为亚甲基蓝染料。
本发明的一种利用碳纳米角制成的除臭剂的用途，其特征在于：除臭剂制作成膏状，每200克除臭剂能够净化0—50立方米的空间范围。
除臭剂的净化方法：将使用后的除臭剂碾展呈薄片状，放置在紫外线灯下照射5-15分钟，如此反复重复碾展照射过程2-3次；或者喷涂纯净水后反复揉搓2-3分钟，而后静置1-2个小时，即可达到净化除臭剂的作用；所述除臭剂能够反复净化1-3次，并重复投入使用。
在除臭剂中加入光触媒，可以通过紫外线照射或者添加水分，令光触媒将水或氧气催化成氧化能力的羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2·）、活性氧（HO2·，H2O2）等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性。其能有效地降解除臭剂吸附的有毒有害气体，同时能够能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，继而达到净化除臭剂、令其能够反复使用的目的。
需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于按照质量分数计包含如下组分：
碳纳米角 5%；
碳纳米角载体 95%；
其中，所述碳纳米角载体按照质量分数计包含如下组分：
月桂酸 15%；
聚丙烯酸 5%；
碳酸钠 20%；
颜料 0.1%；
水 59.9%。
2.根据权利要求1所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于还包括光触媒添加剂，所述光触媒添加剂的添加量为碳纳米角和碳纳米角载体二者总质量的5-15%。
3.根据权利要求2所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于所述光触媒添加剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌，所述纳米二氧化钛、纳米二氧化锆或纳米氧化锌的粒径介于1-100 nm之间。
4.根据权利要求1所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）除臭剂的制备：在上述碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
5.根据权利要求3所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于所述制备工艺包含如下步骤：
（1）按照配方准备原材料；
（2）碳纳米角载体的制备：在水中加入碳酸钠溶解，缓慢升温到70摄氏度，保温搅拌至均匀；加入月桂酸，反应2个小时；分两批加入聚丙烯酸：第一批加入聚丙烯酸总量的30-50%后反应2个小时，再加入第二批剩余的聚丙烯酸，继续反应2个小时；在60摄氏度条件下保温1小时后，碳纳米角载体制备成功；
（3）在35-45摄氏度的温度条件下，在碳纳米角载体内加入光触媒添加剂，搅拌均匀得到光触媒型碳纳米角载体；
（4）除臭剂的制备：在上述光触媒型碳纳米角载体中，加入碳纳米角，强力搅拌分散在载体中，分散2个小时，然后加入染料，继续搅拌1个小时，完成制备；放料冷却至室温得到除臭剂。
6.根据权利要求4或5所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂，其特征在于所述染料为亚甲基蓝染料。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂的用途，其特征在于：除臭剂制作成膏状，每200克除臭剂能够净化0—50立方米的空间范围。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种利用碳纳米角制成的除臭剂的用途，其特征在于除臭剂的净化方法：将使用后的除臭剂碾展呈薄片状，放置在紫外线灯下照射5-15分钟，如此反复重复碾展照射过程2-3次；或者喷涂纯净水后反复揉搓2-3分钟，而后静置1-2个小时，即可达到净化除臭剂的作用；所述除臭剂能够反复净化1-3次，并重复投入使用。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20200928 Address after: No.1-6, 4th floor, No.2 factory building, Venture Park, Zibo science and Technology Industrial Park, No.69, Sanying Road, Fangzhen Town, Zhangdian District, Zibo City, Shandong Province Applicant after: Shandong Environmental Protection Technology Co.,Ltd. meters Fei Address before: No. 1 Bauhinia Garden, Liuquan Road Science and Technology Park, Zhangdian District, Zibo City, Shandong Province Applicant before: Li Xueshu |
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