CN110052087A

CN110052087A - 一种pm2.5凝聚剂及其制备方法

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Publication number: CN110052087A
Application number: CN201910369249.2A
Authority: CN
Inventors: 蔡峰; 蔡首鑫; 张日晓; 张恩泽
Original assignee: Shenzhen Huanbao Chemical Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Huanbao Chemical Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-05
Filing date: 2019-05-05
Publication date: 2019-07-26

Abstract

本发明公开了一种PM2.5凝聚剂及其制备方法，PM2.5凝聚剂包括以下重量百分比的各组份：有机粘结剂0.1‑0.5%，多元醇1‑20%，天然植物凝胶剂0.1‑2%，抗静电剂1‑10%，植物活性提取物0.5‑50%，去离子水17.5‑97.3%。本申请的PM2.5凝聚剂，根据情况用水稀释50‑1000倍后喷洒至空气中，通过静电吸附、团聚、沉降、粘结后形成封闭物来减少空气中PM2.5的含量。本发明的PM2.5凝聚剂对PM2.5的凝聚率可达90%以上。

Description

一种PM2.5凝聚剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生态环境保护领域，具体涉及一种降低空气中PM 2.5数值的凝聚剂及其制备方法和应用。

背景技术

PM2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。

目前PM2.5的治理方法大概有以下几种：

1、过滤法：包括空调、加湿器、空气清新器等，优点是明显降低PM2.5的浓度，缺点是滤膜需要清洗或更换，而且只适用于室内较小空间的治理，对于室外大空间的治理则不是很现实，另外耗电成本高。

2、水吸附法：超声雾化器、室内水帘、水池、鱼缸等，能够吸收空气中的亲水性PM2.5，缺点是增加湿度，憎水性PM2.5不能有效去除。

3、植物吸收法：植物叶片具有较大的表面积，能够吸收有害气体和吸附PM2.5，优点是能产生有利气体，缺点是吸收效率低，有些植物会产生有害气体。

发明内容

针对目前技术中存在的不足之处，本发明提供一种适用范围广、投资成本低、治理效率高的PM 2.5凝聚剂及其制备方法，利用特殊的成分配比，在短时间内能快速降低空气中的PM2.5，从而使得空气更加健康。

为实现上述目的，本发明提供一种PM2.5凝聚剂，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：

有机粘结剂0.1-0.5％；

多元醇1-20％；

天然植物凝胶剂0.1-2％；

抗静电剂1-10％；

植物活性提取物0.5-50％；

去离子水17.5-97.3％。

作为最佳选择，所述各个组分按照重量百分比为：

有机粘结剂0.2-0.35％；

多元醇3-15％；

天然植物凝胶剂0.5-1.5％；

抗静电剂1-5％；

植物活性提取物10-40％；

去离子水38.15-85.3％。

作为最佳选择，所述有机粘结剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的一种或多种混合。

作为最佳选择，所述多元醇为甘油、丙二醇、聚乙二醇、山梨糖醇、丁二醇、异己二醇、戊二醇中的一种或多种混合。

作为最佳选择，所述天然植物凝胶剂为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基甲基纤维素、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、海藻酸钾中的一种或多种混合。

作为最佳选择，所述抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、苯扎氯铵、苯扎溴铵中的一种或多种混合。

作为最佳选择，所述植物活性提取物为生姜素、茶多酚、柠檬烯、香茅醇、柠檬醛、大蒜素中的一种或多种混合。

本发明还公开了一种PM2.5凝聚剂的制备方法，所述方法包括以下步骤；

S1：制备组分A；

S2：制备组分B；

S3：将组分A和组分B进行混合，加入抗静电剂、植物活性提取物和去离子水，搅拌均匀得PM 2.5凝聚剂。

作为最佳选择，在步骤S1中，组分A的制作方式为:量取部分去离子水加入到搅拌罐中，先加入多元醇进行搅拌，然后再加入天然植物凝胶剂进行搅拌，直至天然植物凝胶剂完全溶解。

作为最佳选择，在步骤S2中，组分B的制备方式为：将去离子水加入到另一个搅拌罐中，将有机粘结剂缓慢加入搅拌罐中并开启搅拌器，搅拌至有机粘结剂完全溶解。

本发明的有益效果是：与现有的技术相比，本申请具有以下四大优势：

1、抗静电剂阳离子型高分子化合物在水的协同作用下，喷洒进入空气中，可以迅速吸附大部分带负电荷粉尘及颗粒，使其团聚，吸附效率远高于单独使用水的吸附效果，植物活性提取物中的高活性官能团可以吸附或者反应另外一部分粉尘及颗粒物；

2、天然植物凝胶剂和多元醇能够增强保水效果，减慢液滴水分的挥发速度，从而持续吸附空气中PM2.5颗粒；

3、粘结剂在液滴沉降到地面后在表面形成一层薄膜，防止液滴水分挥发后粉尘颗粒重新进入空气中，将PM2.5颗粒封锁在地表；

4、吸附效率可高达90％，使用成本低，在使用时只需利用喷雾设备，简单方便。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

由于本申请在使用时需要喷洒到空气中，所以有机粘结剂主要采用水溶性粘合剂，从而借助其粘性将多种分离的材料连接在一起，同时能在液滴沉降到地面上时粘附在一起，形成保护膜，防止液滴中水水分挥发是带动粉尘颗粒重新进入到空气中；为了防止有机粘结剂加入后影响其他成分之间的结合，特别需要将有机粘结剂单独配制，然后再加入到混合溶液中。

多元醇，对极性物质溶解能力强，且毒性和挥发性小，作为粘结剂的重要中间体而存在，同时对将多个物质溶解在去离子水中，同时具有保水能力。

天然植物凝胶剂，本申请使用为水性凝胶剂，利用凝胶剂中的胶体粒子在一定条件下互相连接，从而形成空间网状结构，这些网状结构中用于填充水分或用于吸附PM2.5的吸附物质，采用天然植物中提取的凝胶剂，毒性较低，能自然分解，不会长时间残留。

本申请中所使用的抗静电剂主要为阳离子型高分子化合物，由于粉尘颗粒绝大多数都是带有负电，抗静电剂阳离子型高分子化合物带有正电，在水的协同作用下，喷洒进入空气中，可以迅速吸附大部分带负电荷粉尘及颗粒，使其团聚在一起，然后在重力的作用下，沉降到地面上，同时抗静电剂还能多次吸附，吸附效果更佳。

而植物活性提取物具有很高的活性，与空气中的有毒有害物质发生聚合、取代、置换、吸附、分解等化学反应或者发生吸附。

请参阅图1，为了更清楚地表述本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步地描述。

实施例一：

称取2g丙二醇，3g甘油加入到30g去离子水中，开启搅拌器进行搅拌，待混合均匀后，将0.5g羟丙基甲基纤维素缓慢加入搅拌罐中，搅拌至天然植物凝胶剂全部分散均匀，作为组分A备用放置；

称取0.3g聚乙烯醇缓慢加入20g去离子水中，搅拌至全部溶解且分散均匀，作为组分B备用放置；

最后将组分A和组分B混合在一起，搅拌均匀，然后再加入3g十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，5g茶多酚、10g柠檬烯，再加入26.2g去离子水进行搅拌，待搅拌均匀后得100g PM 2.5凝聚剂。

实施例二：

将2g聚乙二醇，5g甘油加入35g去离子水中，开启搅拌器进行搅拌，，待混合均匀后，将0.4g羟丙基甲基纤维素，0.2g羟乙基纤维素缓慢加入搅拌罐中，搅拌至天然植物凝胶剂全部分散均匀，作为组分A备用；

将0.2g聚丙烯酰胺缓慢加入15g水中，搅拌至全部溶解且分散均匀，作为组分B备用放置；

最后将组分A和组分B混合搅拌均匀，然后加入5g十六烷基三甲基氯化铵，5g茶多酚，5g柠檬醛，5g生姜素，再加入22.2g去离子水，搅拌均匀得100g PM 2.5凝聚剂。

实施例三：

将3g聚乙二醇，5g丙二醇加入30g水中，开启搅拌器进行搅拌，将0.4g羧甲基纤维素，0.3g黄原胶缓慢加入搅拌罐中，搅拌至天然植物凝胶剂全部分散均匀，作为组分A备用；

将0.3g聚丙烯酸钠缓慢加入15g水中，搅拌至全部溶解分散均匀，作为组分B备用；

最后将组分A和组分B混合搅拌均匀，然后加入3g十八烷基三甲基氯化铵，2g双十八烷基二甲基氯化铵，10g大蒜素，3g柠檬醛，7g生姜素和21g去离子水，最后搅拌均匀得100g PM 2.5凝聚剂。

在使用时，将获得的PM2.5凝聚剂与去离子水采用1：50的比例进行配比，采用高压喷嘴将其喷洒至空气中，利用高压喷嘴得到雾化状态的下的凝聚剂；实验结果如下：

实施例编号	初始PM2.5	处理后PM2.5	吸收率(％))
				1	90	5	94.4
2	130	10	92.3
				3	125	11	91.2

从表格中可明显看出本申请所得到的PM2.5凝聚剂具有很强的吸附能力，能达到良好的吸附效果。

本发明的优势在于：

1)本发明采用的原材料简单易得，使用成本低；

2)原材料大部分为可降解性材料，不会长时间残留，对环境有利；

3)生产工艺简单，可短时间内大批量生产；

4)PM2.5吸收率高，能有效吸附空气中的粉尘和悬浮颗粒物。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种PM 2.5凝聚剂，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：

有机粘结剂0.1-0.5%；

多元醇1-20%；

天然植物凝胶剂0.1-2%；

抗静电剂1-10%；

植物活性提取物0.5-50%；

去离子水17.5-97.3%。

2.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述各个组分按照重量百分比为：

有机粘结剂0.2-0.35%；

多元醇3-15%；

天然植物凝胶剂0.5-1.5%；

抗静电剂1-5%；

植物活性提取物10-40%；

去离子水38.15-85.3%。

3.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述有机粘结剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的一种或多种混合。

4.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述多元醇为甘油、丙二醇、聚乙二醇、山梨糖醇、丁二醇、异己二醇、戊二醇中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述天然植物凝胶剂为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基甲基纤维素、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、海藻酸钾中的一种或多种混合。

6.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、苯扎氯铵、苯扎溴铵中的一种或多种混合。

7.根据权利要求1所述的PM2.5凝聚剂，其特征在于，所述植物活性提取物为生姜素、茶多酚、柠檬烯、香茅醇、柠檬醛、大蒜素中的一种或多种混合。

8.一种PM2.5凝聚剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤;

S1：制备组分A;

S2：制备组分B;

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，组分A的制作方式为:量取部分去离子水加入到搅拌罐中，先加入多元醇进行搅拌，然后再加入天然植物凝胶剂进行搅拌，直至天然植物凝胶剂完全溶解。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，组分B的制备方式为：将去离子水加入到另一个搅拌罐中，将有机粘结剂缓慢加入搅拌罐中并开启搅拌器，搅拌至有机粘结剂完全溶解。