CN110038513A - 一种吸附分解能力强的空气净化材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种吸附分解能力强的空气净化材料及其制备方法，本空气净化材料的主要成分是贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土、电气石和纳米二氧化钛，以及一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂；其重量百分比为：贝壳粉1％～15％、活性炭5％～20％、石墨烯1％～8％、凹凸棒土45％～79％、电气石9％～19％、纳米二氧化钛5％～17％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。本发明制备得到的一种吸附分解能力强的空气净化材料的稳定性好，同时具备很强的吸附能力和分解能力，且对甲醛、苯系物、TVOC等室内有害物质的选择性吸附能力强，净化效率高，能长期持续的净化这些有害物质。

Description

一种吸附分解能力强的空气净化材料及其制备方法
技术领域
本发明属于空气净化领域，具体涉一种吸附分解能力强的空气净化材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断进步，人们对生活质量和身心健康的要求越来越高，加之市场上装修材料质量的参差不齐，导致大众对空气净化剂的需求不断增加。近年来，由于室内空气中有毒气体的超标而导致的家庭悲剧不算少数，最新研究表明甲醛已经成为第一类致癌物质，甲醛引起人类的鼻咽癌、鼻腔癌和鼻窦癌，并可引发白血病；而苯系物中毒对身体的危害：致癌、致残、致畸胎也是使人闻风丧胆；等等这些已经足以引起社会各界人士的关注。
目前市场上已经存在很多种空气净化剂类产品，其中最为常见的就是物理吸附类的产品，如活性炭，天然矿物质等等。活性炭的吸附性虽然好，但是它的弊端已经慢慢被大众所熟知，吸附能力有限需及时更换，不能长期使用；而天然矿物质的吸附能力正备受研发者的关注和喜爱，如：凹凸棒土，有很强的吸附能力和对空气的净化能力；另外，贝壳粉在净水和环保涂料领域也很受欢迎，其吸附性和抑菌性是非常可取的；石墨烯作为“新材料之王”，在对甲醛等污染物的吸附性能上，也具有相当的优势，不仅吸附性强，而且吸附容量大；电气石作为一种宝石，它具有很好的观赏价值和释放负氧离子有益身体健康的功效，另外它的吸附性也是很强的，研究表明，经稀土激活后的电气石能产生电子空穴对，能够促进羟基自由基的产生，进而可以主动吸附甲醛、苯系物等极性分子，并与甲醛等污染性气体反应达到净化空气的作用。
当然，纯吸附性的材料都会有吸附饱和的时候，所以现在将物理吸附类材料和纳米光触媒分解材料联合使用是近年来的研究热点，所以，本发明依据大量的实验研究，最后决定将贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土、电气石和纳米二氧化钛以合适的比例结合在一起，互相补足增效，形成一种稳定性好的具有极强吸附能力和分解能力的空气净化材料，而且本空气净化材料对甲醛、苯系物、TVOC等室内有害物质的选择性吸附能力强，净化效率高，能长期持续的高效净化这些有害物质。
发明内容
本发明的目的是发明一种吸附分解能力强的空气净化材料，并提供了一种简单的制备方法。这种空气净化材料的稳定性好，且具有极强吸附能力和分解能力，而且本空气净化材料对甲醛、苯系物、TVOC等室内有害物质的选择性吸附能力强，净化效率高，能长期持续的高效净化这些有害物质。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种吸附分解能力强的空气净化材料，其要成分是贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土、电气石和纳米二氧化钛，以及一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂；所述的贝壳粉是经除盐脱脂处理后的细度为500目的优质贝壳粉；石墨烯是95～99.5％的高纯度石墨烯粉末；活性炭是物理活化后的精制活性炭粉末；凹凸棒土是精选的具有吸附能力的天然矿物精矿；电气石是经过稀土激活处理的电气石粉；纳米二氧化钛的粒径均小于7纳米；其重量百分比分别为：贝壳粉1％～15％、活性炭5％～20％、石墨烯1％～8％、凹凸棒土45％～79％、电气石9％～19％、纳米二氧化钛5％～17％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
具体的措施还包括：在上述的一种吸附分解能力强的空气净化材料岩中，贝壳粉6％、活性炭10％、石墨烯2％、凹凸棒土60％、电气石12％、纳米二氧化钛8％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
在上述的一种吸附分解能力强的空气净化材料中，贝壳粉3％、活性炭14％、石墨烯5％、凹凸棒土48％、电气石16％、纳米二氧化钛12％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
在上述的一种吸附分解能力强的空气净化材料中，贝壳粉8％、活性炭16％、石墨烯7％、凹凸棒土45％、电气石8％、纳米二氧化钛14％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
一种吸附分解能力强的空气净化材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)贝壳粉的制备：将贝壳用酸溶液清洗掉表面污染物，100℃烘干，进入马沸炉1000℃高温煅烧，将烘干贝壳进行粉碎处理，充分粉碎研磨后过500目筛。得到贝壳粉备用。
(2)活性炭的选择：采选经过物理活化的精制活性炭粉末，备用。
(3)石墨烯的选择：采选95～99.5％的高纯度石墨烯粉末，备用。
(4)凹凸棒土的选择和精制：选用具有吸附功能的凹凸棒土，并进行提纯精制处理，粉碎至200目过筛。
(5)电气石的选择和精制：选用电气石粉，用气流磨进行加工精制，过325目筛备用。
(6)纳米光触媒二氧化钛的准备：将纳米光触媒二氧化钛精制成1200～3000目细度备用。
(7)原料的改性、活化：用表面活性剂、改性剂、发泡剂对步骤三中的凹凸棒土进行改性处理，再次研磨至325目，用稀土对步骤四中的电气石粉进行激活处理。
(8)原料的混合造粒：将所有处理后的原材料进行充分混合后进入造粒机造粒。
(9)活化：将颗粒进行焙烧活化后即为一种吸附分解能力强的空气净化材料。
本发明的作用机理是：
首先，电气石的静电吸附性可以主动吸附甲醛等污染性气体，贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土都可以吸附甲醛等污染性气体，可以为甲醛等污染性气体提供大量的存储空间；其次，纳米光触媒和电气石产生的强氧化性羟基自由基与甲醛、V O C等污染性气体反应，最终以无害的水分子和二氧化碳等分子的形式释放出去。严谨的来讲，吸附和分解是同时进行的，高效吸附和分解污染性气体，达到良好的空气净化作用。
本发明的优点是：
本发明的空气净化材料选用的纳米光触媒二氧化钛均为7纳米以下的粒径，无需高强度紫外光，正常的光线或灯光都会使纳米光触媒二氧化钛起到很强的分解作用；本发明的空气净化材料由于添加了纳米光触媒和电气石，所以能持续的分解甲醛有害气体，绝不存在吸附饱和后重新释放导致二次污染的情况，可以重复使用；本发明的空气净化材料添加了吸附性很强的贝壳粉和活性炭，制作成本降低，且增加了产品的吸附性和具备了很强的抑菌性，避免了由于潮湿引起的产品发霉导致的空气质量恶化的现象。
附图说明
图1为一种吸附分解能力强的空气净化材料及其制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实例进一步说明本发明的实质性内容，但本发明并不限于这些实施例。
一种吸附分解能力强的空气净化材料的制备方法：
(1)贝壳粉的制备：将贝壳用酸溶液清洗掉表面污染物，100℃烘干，进入马沸炉1000℃高温煅烧，将烘干贝壳进行粉碎处理，充分粉碎研磨后过500目筛；得到贝壳粉备用；
(2)活性炭的选择：采选经过物理活化的精制活性炭粉末，备用；
(3)石墨烯的选择：采选95～99.5％的高纯度石墨烯粉末，备用；
(4)凹凸棒土的选择和精制：选用具有吸附功能的凹凸棒土，并进行提纯精制处理，粉碎至200目过筛；
(5)电气石的选择和精制：选用电气石粉，用气流磨进行加工精制，过325目筛备用；
(6)纳米光触媒二氧化钛的准备：将纳米光触媒二氧化钛精制成1200～3000目细度备用；
(7)原料的改性、活化：用表面活性剂、改性剂、发泡剂对步骤(4)中的凹凸棒土进行改性处理，再次研磨至325目；用稀土对步骤(5)中的电气石粉进行激活处理；
(8)分别进行纳米二氧化钛负载：将上述步骤(1)-(7)制得的贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土、电气石分别负载纳米二氧化钛，再重复2次，共负载3次；
(9)充分混合均匀：将所得5种负载了纳米二氧化钛的粉体充分混合均匀；
(10)造粒：将充分混合后的粉体进入造粒机造粒；
(11)活化：将颗粒进行焙烧活化后即为一种吸附分解能力强的空气净化材料。
实施例1：
利用上述具体实施方式27所述的制备方法中的(1)～(7)步进行原材料处理，称取质量百分比为6％的贝壳粉、质量分数为10％活性炭、质量分数为2％的石墨烯、质量分数为60％凹凸棒土、质量分数为12％的电气石粉、质量分数为8％的纳米二氧化钛。再用具体实施方式29所述的制备方法中的(8)～(11)步进行造粒活化制成空气净化材料。
实施例2：
利用上述具体实施方式27所述的制备方法中的(1)～(7)步进行原材料处理，称取质量百分比为3％的贝壳粉、质量分数为14％活性炭、质量分数为5％的石墨烯、质量分数为48％凹凸棒土、质量分数为16％的电气石粉、质量分数为12％的纳米二氧化钛。再用具体实施方式29所述的制备方法中的(8)～(11)步进行造粒活化制成空气净化材料。
实施例3：
利用上述具体实施方式27所述的制备方法中的(1)～(7)步进行原材料处理，称取质量百分比为8％的贝壳粉、质量分数为16％活性炭、质量分数为7％的石墨烯、质量分数为45％凹凸棒土、质量分数为8％的电气石粉、质量分数为14％的纳米二氧化钛。再用具体实施方式29所述的制备方法中的(8)～(11)步进行造粒活化制成空气净化材料。
上述实施例仅为本发明较佳的实施例而已，所以任凡未脱离本方案技术内容，依据本发明的技术实质对以上实施例做出任何简单的更改、修饰，均属于本发明技术方案内的范围。

Claims (6)

1.一种吸附分解能力强的空气净化材料，其特征在于：是由以下成分配制而成(按重量计)：贝壳粉1％～15％、活性炭5％～20％、石墨烯1％～8％、凹凸棒土45％～79％、电气石9％～19％、纳米二氧化钛5％～17％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
2.根据权利要求1所述的一种吸附分解能力强的空气净化材料，其特征是：所述的贝壳粉6％、活性炭10％、石墨烯2％、凹凸棒土60％、电气石12％、纳米二氧化钛8％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
3.根据权利要求1所述的一种吸附分解能力强的空气净化材料，其特征是：所述的贝壳粉3％、活性炭14％、石墨烯5％、凹凸棒土48％、电气石16％、纳米二氧化钛12％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
4.根据权利要求1所述的一种吸附分解能力强的空气净化材料，其特征是：所述的贝壳粉8％、活性炭16％、石墨烯7％、凹凸棒土45％、电气石8％、纳米二氧化钛14％，一些改性剂、发泡剂以及表面活性剂等共占2％左右。
5.根据权利要求1-4所述的一种吸附分解能力强的空气净化材料，其各个成分的特征是：所述贝壳粉是经除盐脱脂处理后的细度为500目的优质贝壳粉；活性炭是物理活化后的精制活性炭粉末；石墨烯是95～99.5％的高纯度石墨烯粉末；凹凸棒土是精选的具有吸附能力的天然矿物精矿；电气石是经过稀土激活处理的电气石粉；纳米二氧化钛的粒径均小于7纳米。
6.一种吸附分解能力强的空气净化材料的制备方法(权利要求1-5中所提到的相关原材料都是按照此制备方法制备的)其特征是：具体步骤如下：
(1)贝壳粉的制备：将贝壳用酸溶液清洗掉表面污染物，100℃烘干，进入马沸炉1000℃高温煅烧，将烘干贝壳进行粉碎处理，充分粉碎研磨后过500目筛；得到贝壳粉备用；
(2)活性炭的选择：采选经过物理活化的精制活性炭粉末，备用；
(3)石墨烯的选择：采选95～99.5％的高纯度石墨烯粉末，备用；
(4)凹凸棒土的选择和精制：选用具有吸附功能的凹凸棒土，并进行提纯精制处理，粉碎至200目过筛；
(5)电气石的选择和精制：选用电气石粉，用气流磨进行加工精制，过325目筛备用；
(6)纳米光触媒二氧化钛的准备：将纳米光触媒二氧化钛精制成1200～3000目细度备用；
(7)原料的改性、活化：用表面活性剂、改性剂、发泡剂对步骤(4)中的凹凸棒土进行改性处理，再次研磨至325目；用稀土对步骤(5)中的电气石粉进行激活处理；
(8)分别进行纳米二氧化钛负载：将上述步骤(1)～(7)制得的贝壳粉、活性炭、石墨烯、凹凸棒土、电气石分别负载纳米二氧化钛，再重复2次，共负载3次；
(9)充分混合均匀：将所得5种负载了纳米二氧化钛的粉体充分混合均匀；
(10)造粒：将充分混合后的粉体进入造粒机造粒；
(11)活化：将颗粒进行焙烧活化后即为一种吸附分解能力强的空气净化材料。
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