CN111675520A - 一种净化室内空气的无机生态壁材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无机干粉功能性材料，具体涉及一种净化室内空气的无机生态壁材及其制备方法。所述无机生态壁材由矿粉、重钙粉、专用负离子添加剂、灰钙粉、白水泥、滑石粉、硅藻土、重晶石、外加剂及任选的色粉为原料混合而成。所述专用负离子添加剂为介孔稀土/钛层柱粘土材料，与现有的电气石粉或ThO2等负离子添加剂相比，不仅明显提高了负离子的释放量，而且通过层柱粘土材料中引入的TiO2，还使得所述添加剂同时具有良好的光催化降解功能，两者协同作用，明显提高了对包括甲醛、苯在内的VOCs的净化效果。
Description
技术领域
本发明属于无机干粉功能性材料，具体涉及一种净化室内空气的无机生态壁材及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的高速发展，人们生活水平显著提高，相应的对健康、舒适、高雅的室内环境的追求也越来越重视。但是，在使用传统装修材料进行室内装修的同时，污染问题也随之凸现出来，严重影响人们的身体健康并造成了巨大的财产损失。越来越多的装修污染问题正引起公众的广泛关注。
装修所带来的污染源种类繁多，包括各种有害气体、粉尘、细菌、放射性石材、光与噪声等。在一个相对密闭的环境中存在种类如此繁多的污染源，各种污染相互交错，使得损害后果的发生呈现出综合性特征，致使室内装修污染程度严重。据“中国质量万里行家居空气污染调查”活动显示，甲醛和苯污染是装修过程中造成室内污染的主要原因。
目前，室内空气污染源按照其性质可以分为三类：化学性污染源、物理性污染源与生物性污染源。其中化学性污染源包括挥发性有机物污染源（诸如包括甲醛和苯在内的VOCs）和无机化合物污染源（如厨房中燃料的燃烧产物、吸烟等人类活动产生的排放物）；物理性污染源包括建材、水泥中释放的放射性氡及其子体、噪声及振动、电磁污染；生物性污染源主要来自垃圾与湿霉墙体产生的细菌、真菌类孢子、人为活动所携带的细菌等。总体上来讲，室内空气污染主要是人为污染，以化学性污染源与生物性污染源最为突出。
现有的室内空气净化技术主要包括吸附过滤、催化净化、静电除尘、等离子体净化、利用植物净化空气、以及负离子等技术。
就负离子技术而言，大气是由氧、氮、二氧化碳、水蒸汽等多种分子组成的气体混合物，分子由原子组成，原子由带正电荷的原子核和带负电荷的轨道电子所组成，其正负电荷相等。当空气分子受到外界条件影响、如宇宙射线、高能光束、强电磁波、自由电子、放射线等能量场传导因素，或者伴随海浪、瀑布、暴雨等环境条件变化所产生的机械能传递，可以激发周边空气中的某些成份中原子的外层电子，外层电子会受到激发脱离原有轨道，成为自由电子。失去电子的原子和分子呈正电，这一过程被称为空气的电离。游离的自由电子会与其它中性的分子结合，使得到多余电子的气体分子呈负电，成为空气负离子，简称负离子；而失去电子的气体分子则成为正离子。氧气和二氧化碳“捕获”自由电子的能力较强，而氧气在空气中含量超过20％，二氧化碳在空气中含量仅0.03％，因此 空气中的自由电子大部分被氧气“捕获”，形成负氧离子，成为空气电离后的主要成分。于是习惯地被称之为“负氧离子”。
负氧离子被称为“空气中的维生素”和“长寿素”。它主要是通过人的神经系统及血液循环系统对人的机体生理活动产生影响。负氧离子能使人的大脑皮层抑制过程加强，具有调整大脑皮层的功能，因此能起到镇静、催眠及降血压作用；负氧离子进入人体呼吸道后，可使支气管平滑肌松弛，解除其痉挛；负氧离子进入人体血液，可使红血胞沉降率变慢，凝血时间延长，还能使红血胞和血钙含量增加，白细胞、血钙和血糖下降，疲劳肌肉中乳酸的含量也随之减少。负氧离子能使人体的肾、肝、脑等组织的氧化过程加强，其中脑组织对负氧离子最为敏感。空气负氧离子的含量＞1000个/cm³，可增强免疫力。世界卫生组织规定，清新空气的负氧离子标准浓度为每立方厘米空气中不低于1000-1500个。负氧离子还可有效沉降空气中的可悬浮颗粒物，清华大学林金明教授在《环境健康与负氧离子》一书中指出，“通过实验表明，在负离子浓度达到20000/CM³时，空气中可悬浮颗粒物24小时沉降效率为98%，负氧离子附着在粒径越小载体上，浓度越高，净化效果越好”。负氧离子可分解甲醛中的碳氢连接链，使其快速分解成为二氧化碳和水，这是目前最安全、有效的甲醛去除方法。同时，还有抑菌、除异味、消毒净化的作用。
空气中负氧离子的产生方式有自然和人为两种。自然产生的途径之一是利用自然界的材料的自身静电场作用，使空气发生电离，被激发出轨道的电子会漂浮在水和氧气分子之间、促成氧分子转化为负氧离子的结构形态。人为产生的途径之一是利用高压电晕制成负氧离子发生器，之二是利用复合矿物制成负氧离子激发材料。负氧离子涂料，正是添加了负离子激发材料形成的功能性涂料。人类利用自然界产生负氧离子的原理，人工合成或者配比复合矿物制成负离子激发材料。
如中国专利CN111100520 A公开的一种高效环保型负氧离子内墙涂料，组成成份中包括树脂、无机填料、分散剂、改性剂和去离子水，关键在于，组成成份中还包括负氧离子激发材料--ThO2：ThO2占涂料总重量的0.1%-2%。虽然该涂料测试中空气负离子浓度介于6000-13000，有效地提高负离子激发量，但该发明的关键技术手段是引入放射性元素钍，其在实际操作和使用过程中很容易导致放射量超标，而对人体有伤害。
如中国专利CN106189393 A公开的一种负离子涂料，包括以下质量百分比的组分：灰钙粉25％-35％、硅藻土6.2％-8.0％、负离子添加剂4.5％-6.5％、抗菌剂1.5％-5.0％、滑石粉0.15％-0.80％、高岭土0.15％-0.80％、硅灰石0.15％-0.50％、表面活性剂0.05％-0.15％、可再分散性乳胶粉0.55％-1.5％、轻钙粉1.2％-1.8％、立德粉0.15％-0.50％、余量为重钙粉。所述负离子添加剂包括以下质量百分比的组分：氧化铝31％-41％、氧化硼7％-13％、二氧化钛3％-6％、氧化铁1.1％-1.7％、氧化亚铁0.7％-1.2％、氧化镁0.1％-0.4％、氧化锂0.1％-0.3％、一氧化锰0.1％-0.3％、余量为二氧化硅。虽然该涂料按照《HG/T4109-2009负离子功能涂料》标准提供的方法，测得负离子诱生量介于1023-1103个/s·cm2，但其负离子浓度仍然较低，难以满足实际要求，而且负离子添加剂的组成较为复杂，操作不便。
如中国专利CN108821679 A公开的一种通过持续释放负氧离子净化室内空气的无机生态壁材，其特征在于：由灰钙粉、重钙粉、沸石和电气石掺合料、滑石粉、硅微粉、白水泥、重晶石、硅藻土及复配外加剂为原料混合而成。该发明选用自然界的沸石和电气石作为产生负离子的功能材料，虽然给出了释放负氧离子的定性数据“如源源不断释放大量的负氧离子，持续保持室内空气清新”，但并未给出负离子释放量的定量数据。
总体而言，现有的无机生态壁材在负氧离子的释放量方面仍存在明显的不足，也未提出综合利用负氧离子和光催化降解这两种技术来净化室内空气，导致其实际使用过程中往往对空气中的甲醛、TVOC、苯和氨的化合物难以进行有效分解，无法起到净化空气、健康环保的功效。
发明内容
为此，本申请所要解决的技术问题在于如何提供一种能够持久释放更多的负氧离子、可综合利用负氧离子和光催化降解来有效去除甲醛等有害物质，从而实现净化空气和提高人体免疫功能的性能优异的无机生态壁材及其制备方法。
为解决上述技术问题， 同时为了有效地降低生产成本，本申请的发明人对自然界里的多种矿物经过长时间的研究和筛选，经过大量的试验，发现以层柱粘土为主要成分，通过引入稀土、TiO2，和嵌段聚合物模板剂，以使其具有介孔结构而制成了本申请的负氧离子添加剂，所述产品具有更加优良的性能，其自身结构决定了其层板间的阳离子四周会产生强大的局部正电场，并且具有较强的离子交换能力，可以有选择的吸附空气中的正负离子从而产生电势差，同时层板间作为层柱的介孔TiO2还可充分发挥其光催化降解功能。
本申请的发明人经过认真和努力的研究，发现了可通过采用地质聚合技术，利用矿物材料之间的聚合反应形成地质聚合物，以此作为生态壁材的胶结材料，使本产品与墙体结合的更加牢固耐用而且无机环保。
本发明的技术方案如下：一种通过持续释放负氧离子净化室内空气的无机生态壁材，由矿粉、重钙粉、专用负离子添加剂、灰钙粉、白水泥、滑石粉、硅藻土、重晶石、外加剂及任选的色粉为原料混合而成，其配比如下：
矿粉：10-20份
重钙粉：10-20份
专用负离子添加剂：15-20份
灰钙粉：5-10份
白水泥：5-10粉
滑石粉：5-15份
硅藻土：5-10份
重晶石：5-15份
外加剂：3-5份
色粉：适量
本申请的发明人经研究发现，采用介孔稀土/钛层柱粘土材料作为专用负离子添加剂，与现有的电气石粉或ThO2等负离子添加剂相比，不仅明显提高了负离子的释放量，而且通过层柱粘土材料中引入的TiO2，还使得所述添加剂同时具有良好的光催化降解功能，两者协同作用，明显提高了对包括甲醛、苯在内的VOCs的净化效果。
所述的介孔稀土/钛层柱粘土材料的制备方法为：将嵌段聚合物模板剂、酸、粘土与水混合，40～60℃搅拌12～24h，过滤，得到滤饼，所述的嵌段聚合物模板剂的加入量为粘土质量的2～20％；将所得滤饼与乙醇、稀土盐和钛溶胶混合、打浆，所述的稀土盐以稀土氧化物质量计算，稀土盐加入量为粘土质量1～10％，钛溶胶的加入量为粘土质量5～10％；将所得浆液干燥，所得固体在400～700℃焙烧处理2～6h，然后研磨过筛得到介孔稀土/钛柱撑粘土材料。所述材料研磨过筛后的粉体粒径优选为1000-1500目。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，将嵌段聚合物模板剂、酸、粘土与水混合，酸的加入量满足制备体系中的[H+]为0.05～0.5mol/L，优选0.1～0.3mol/L。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，嵌段聚合物模板剂的加入量为粘土质量3～15％，优选4～12％。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，稀土盐加入量为粘土质量4～8％。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，嵌段聚合物模板剂为含聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌段聚合物；优选为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯、聚氧丙烯-聚氧乙烯、和聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯中的一种或几种。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，酸为无机酸，优选为硝酸或硫酸，最优选为硝酸；粘土可以是高岭土、膨润土或累托土，优选为高岭土。
所述的介孔稀土柱撑粘土材料的制备中，稀土盐为氯化稀土和/或硝酸稀土；所述的稀土选自镧、铈、钇；更优选为镧和/或铈；最优选为镧和铈的混合稀土，两者的摩尔比为4-6：6-4。
所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，所述钛溶胶是TiO2溶胶，采用溶胶-凝胶法制备，以醋酸为抑制水解催化剂，钛酸丁酯为前驱物，按摩尔比为Ti4+∶H+＝1∶3～10的比例搅拌1～5 小时制得。
所述的介孔稀土柱撑粘土材料的制备中，加入稀土盐和钛溶胶之后，搅拌条件下，反应2-5小时。
所述原料中灰钙粉优选为400目以上粉体，重钙粉优选为1250目以上粉体。
本发明还提供了一种所述无机生态壁材的制备方法：将矿粉、重钙粉、专用负离子添加剂、灰钙粉、白水泥、滑石粉、硅藻土、重晶石、外加剂及任选的色粉按配制比例加入干粉搅拌器搅拌5-20分钟，优选搅拌10分钟，使粉料混合均匀即可包装，制得无机生态壁材。
本发明还提供了一种所述无机生态壁材的使用方法，按照水固重量比为0.7-0.8来称量水，将水与粉料混合搅拌均匀即可使用。
研究结果证明采用非放射性的稀土元素作为负离子添加剂的成分之一，不仅可以有效地激发负离子，还可以避免由于室内环境放射量超标而对人体的伤害；除了稀土元素之外，作为层柱的介孔TiO2不仅保留了其光催化降解功能，还由于处于柱撑粘土的层板之间，而便于与有机物接触，由此改善了其光催化降解性能；通过以介孔稀土/钛柱撑粘土材料的形式来提供稀土元素，稀土元素以介孔氧化物形式存在，而介孔材料所具备的大比表面、大孔体积以及介孔孔道结构，显著提高了稀土元素的利用率，从而改善了该复合材料作为负离子添加剂时有效释放负离子的性能。
本发明的无机生态壁材在使用时会释放大量的负氧离子，而负氧离子被誉为“空气维生素”，不仅能分解空气中的甲醛、TVOV等有害气体，而且还可以通过人的神经系统及血液循环对人的机体生理活动产生有益影响。
负离子材料诱生空气负离子的原理是选用天然极性无机矿物材料，它天生带电，具有产生永久电场的功效。如图1所示，这样的电场可以电离其中的水分子，将其电离成氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子与氧分子结合形成羟基负离子。
负离子净化空气的原理，一方面是通过吸附和电性中和净化气体：由于负离子带有负电荷，可以中和正离子，同时具有吸附空气中PM2.5和其他空气可吸入颗粒物和悬浮物的作用，具体如图2所示。
另一方面是负离子依靠其强的氧化还原能力将有机气体（包括甲醛和其他有机物）分解成无害或无机的二氧化碳和水，结合图3所示的内容，具体描述如下：
羟基负离子对有毒有害气体净化反应过程中，羟基负离子通过氧化还原作用对空气进行净化；羟基自由基 （H3O2 -）实际上是以这样的形态（H2O.OH-）存在的。其对有毒有害气体等的净化反应过程为，
（1）关于氨（ NH3）的净化
NH3+OH-=NH2+H2O
NH2+ OH-=HNO
NH2+ OH-=NH+H2O
NH+O2=HNO
HNO+O2=HNO3
HNO+ OH-=NO
NO+NH2=N2+H2O
（2）关于二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S）的净化
H2S+ OH-=HS
H2S+ OH-=S+H2O
S+O2=SO
SO+ OH-=SO2
SO2+ OH-=HSO3
HSO3+O2=SO3+H2O
SO3+H2O=H2SO4
HSO3+ OH-=H2SO4
（3）关于氮氧化物（NOX）的净化
NO+O2=NO2
NO+NH2=N2+H2O
NOX+ OH-=HNO3
（4）关于甲醛的净化
甲醛分子与空气中的各种正离子接触从而表面被正离子包覆形成正电荷，然后与空气中的羟基负离子发生中和反应形成中性分子，以微尘颗粒沉降，从而达到净化的效果。
（5）关于空气中细菌的净化
由于羟基负离子是具有极强氧化能力的活性物质，它可以破坏细菌和各种微生物细胞内的各种生物高分子和膜，使其丧失活性，能量和呼吸代谢终止或中断，从而起到抗菌和抑菌的效果，同时功能材料具有碱性的特性，碱性环境能杀死细菌。
综上，可以看出本产品对空气中有害气体的净化是一个复杂而综合的作用过程，是通过发挥产品的负离子、微弱电流、吸附、降解、抗菌抑菌等的特性而经过化学反应，电性中和、物理吸附等综合作用来完成的，从而达到净化室内空气、改善居住环境的目的，是一款真正环保健康的无机生态壁材。
与现有技术相比，本申请具有的有益效果是：
1、释放负氧离子：产品里掺加少量的功能性材料-负离子添加剂，就能源源不断释放大量的负氧离子，持续保持室内空气清新。
2、降解甲醛：生态壁材产生的负氧离子能够将甲醛及其它有害气体分解为二氧化碳和水，从而起到净化空气的作用。
3、降低室内PM2.5：生态壁材释放的负氧离子可以吸附并中和掉PM2.5颗粒上的静电，使漂浮在空气中的PM2.5发生团聚并坠落下来，从而有效地降低室内PM2.5的含量。
4、实现即涂即住：无机生态壁材无毒、无害、无味，刷涂后即可达到入住标准，节约入住时间。
5、天然环保：甲醛、苯、VOC和重金属含量检测为零，是真正意义上的零污染环保壁材。
6、墙面自洁：无机生态壁材全部由无机材料合成，因此施工后表面不会产生静电，不会吸附空气中的微细粉尘，因而不易落灰，具有良好的自洁能力。
7、耐水防霉：原材料没有任何有机成分，并且呈碱性，使霉菌彻底失去生存条件，因此能长期在潮湿的环境中使用而不发霉。
8、防火阻燃：由于无机生态壁材的组成部分全部由无机物构成，可耐1000℃以上的高温，因此具有很好的防火阻燃性能。
9、结合牢固：无机生态壁材与墙体靠聚合反应融为一个整体，而不是靠胶黏剂粘结，因此结合更牢固，不会成片脱落，可实现与墙体同寿命。
10、艺术效果：颜色采用无机颜料，持久稳定、不褪色；可做成各种图案、纹理等效果。
11、自动调湿：无机生态壁材施工后表面分布着大量的毛细孔，透水透气。当雨季室内空气湿度较高时，墙体可以将水气部分吸收；当冬季室内空气干燥时，墙体里的水分可以通过涂料再释放出来，从而起到调节空气湿度的作用。
12、吸音：无机生态壁材采用弹涂施工工艺，表面凸凹不平，可对声波产生无规律地折射，从而起到吸音的效果。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中,
图1 为负氧离子产生机理的示意图。
图2 为负氧离子净化空气原理的示意图。
图3 为负氧离子对有毒有害气体净化反应过程的示意图。
补充定义
本申请所述的材料、化合物、组合物和组分，可用于本申请所述的方法和组合物、或可与其结合使用、或可用于实施所述方法和制备所述组合物、或作为所述方法得到的产品。应当理解，当公开这些材料的组合、子集、相互作用、群组等时，虽然可能不会明确地具体提及这些化合物的每一个和其组合以及排列，但是在本申请中具体考虑和描述了其中的每一个。例如，如果公开和讨论某一外加剂组分， 并且讨论该组分的多种另选的实际形式，则除非存在具体的相反指示，否则具体地考虑了可能的外加剂组分和实际形式的每一种组合和排列。该概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于在制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的多个另外的步骤， 则应当理解，这些另外的步骤的每一个可通过所公开的方法的任一具体的实施方案或多个实施方案的组合而执行，并且具体考虑了每一个这样的组合，它们应被视为均已公开。
在本说明书及其之后的权利要求书中，将提及许多术语，它们应被定义为具有以下含义：
必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物（即两个以上，包括两个）。因此，例如，提及“所述的外加剂”可包括单一的外加剂，或两种或更多种外加剂的混合物，等等。
“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况会发生或不会发生，并且该描述包括其中所述事件或情况发生的情形以及不发生的情形。例如，短语“任选的色料”意指该色料组分可以存在，也可以不存在，并且该描述涵盖了组合物中包含色料组分以及组合物中不包含色料组分的两种情形。
除非另外指明，否则本申请中的数值范围为大约的，并且因此可以包括在所述范围外的值。所述数值范围可在本申请表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述这样的范围时，其包括从所述一个特定值和/或至另一个特定值。相似地，当通过使用先行词“约”将某一特定值表示为近似值时，应当理解，其涵盖了所述特定值自身以及由于测量或计算所导致的所属技术领域容许的误差范围。还应当理解，数值范围中每一个的端点在与另一个端点的关系中均是重要的并独立于另一个端点。
在说明书和最后的权利要求书中提及组合物或制品中特定元素或组分的重量份是指组合物或制品中该元素或组分与任何其它元素或组分之间以重量份表述的重量关系。因此，在包含2重量份组分X 和5重量份组分Y的组合物中，X和Y以2:5的重量比存在，并且无论组合物中是否包含另外的组分均以该比率存在。
除非上下文另外明确规定，或有其它含义，或基于上下文的语境或所属技术领域内惯用方式的暗示，否则本申请中提及的所有分数以及百分比均按重量计，且组分的重量百分比基于包含该组分的组合物或产品的总重量。
本申请中提及的“包含”、“包括”、“具有”以及类似术语并不意欲排除任何可选组分、步骤或程序的存在，而无论是否具体公开任何可选组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非存在相反陈述，否则通过使用术语“包含”要求的所有方法可以包括一个或多个额外步骤、 设备零件或组成部分以及/或物质。相比之下，术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。
此外，本申请中任何所参考的专利文献或非专利文献的内容都以其全文引用的方式并入本申请，尤其关于所属领域中公开的定义（在并未与本申请具体提供的任何定义不一致的情况下）和常识。
具体实施方式
提出下列实施例是为了向本领域的普通技术人员提供如何制得和评价本申请所述的并受权利要求书保护的化合物、组合物、制品、装置和/或方法的完整公开内容和描述，并且旨在仅仅为示例性的，而非旨在限制申请人视为其发明的范围。已做出了努力以确保关于数字（例如量、温度等）的准确性，但是应当考虑到一些误差和偏差。除非另外指明，否则份数均为重量份，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。存在反应条件（例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围）以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件。
实施例1
矿粉10份、灰钙10份、重钙15份、专用负离子添加剂15份、白水泥10份、滑石粉5份、重晶石10份、硅藻土10份、外加剂3份，将精确计量的各原料加入混料机，搅拌10分钟即可制得无机生态壁材。将制得的无机生态壁材按水固重量比为0.75加水，搅拌均匀即可施工。
其中所用专用负离子添加剂-即介孔稀土/钛层柱高岭土材料的制备过程如下：
将嵌段聚合物模板剂F127、硝酸(调节体系[H+]＝0.1mol/L)、高岭土(F127/高岭土质量比为6％)与水混合、打浆，然后于50℃水浴下搅拌20h，过滤。将所得滤饼与乙醇混合、打浆，加入混合稀土（氯化镧和氯化铈的混合物，氯化镧与氯化铈的摩尔比为5：5）和钛溶胶，其中稀土盐/高岭土质量比为4％，钛溶胶/高岭土质量比为8％，搅拌反应4h，所得浆液烘焙处理。然后将所得固体样品于550℃焙烧处理4h，研磨过筛得到粉体粒径为1000-1500目的介孔稀土/钛柱撑高岭土材料。
将实施例1制得的无机生态壁材，取30g涂于样板(长宽均为30cm)上，待样板干燥后，分别放入1m3测试舱中，密闭2h后，用空气负离子测试仪测量测试舱中心点处的空气中负离子浓度。测试依据：JC/T 2110-2012《室内空气离子浓度测试方法》。测试结果空气负离子浓度介于 24000-35000。同时测试甲醛去除率和抗菌率，24小时甲醛去除率> 98％，抗菌率> 99.9％。
实施例2
矿粉10份、灰钙粉5份、重钙粉20份、专用负离子添加剂20份、白水泥10份、滑石粉10份、重晶石10份、硅藻土10份、色粉3份、外加剂3份；将精确计量的各原料加入混料机，搅拌10分钟即可制得无机生态壁材。将制得的无机生态壁材按照水固重量比为0.75加水，搅拌均匀即可施工。
其中所用专用负离子添加剂-即介孔稀土/钛柱撑高岭土材料的制备过程如下：
将嵌段聚合物模板剂P123、硝酸(调节体系[H+]＝0.15mol/L)、高岭土(P123/高岭土质量比为4％)与水混合、打浆，然后于60℃水浴下搅拌12h，过滤。将所得滤饼与乙醇混合、打浆，加入混合稀土（氯化镧和氯化铈的混合物，氯化镧与氯化铈的摩尔比为4：6）和钛溶胶，其中稀土盐/高岭土质量比为2％，钛溶胶/高岭土质量比为5％，搅拌反应2h，所得浆液烘焙处理。然后将所得固体样品于600℃焙烧处理3h，研磨过筛得到粉体粒径为1000-1500目的介孔稀土/钛柱撑高岭土材料。
按照实施例1的方式对实施例2制得的无机生态壁材进行测试，空气负离子浓度介于 30000-40000；24小时甲醛去除率> 99％，抗菌率> 99.9％。
对比例1
与实施例1基本相同，其区别在于专用负离子添加剂为介孔稀土柱撑高岭土材料，在其制备过程中未添加钛溶胶。
按照实施例1的方式对对比例1制得的无机生态壁材进行测试，空气负离子浓度介于 13000-18000；24小时甲醛去除率> 85％，抗菌率> 99.0％。
对比例2
与实施例1基本相同，其区别在于专用负离子添加剂为非介孔专用负离子添加剂，在其制备过程中未添加嵌段聚合物模板剂。
按照实施例1的方式对对比例1制得的无机生态壁材进行测试，空气负离子浓度介于 15000-20000；24小时甲醛去除率> 90％，抗菌率> 99.0％。
对比例3
与实施例1基本相同，其区别在于专用负离子添加剂为ThO2。
按照实施例1的方式对对比例2制得的无机生态壁材进行测试，空气负离子浓度介于 6500-14000；24小时甲醛去除率为80-85％，抗菌率> 99.0％。
对比例4
与实施例1基本相同，其区别在于专用负离子添加剂为沸石粉与电气石的掺合料，且用量为30份。
按照实施例1的方式对对比例3制得的无机生态壁材进行测试，空气负离子浓度介于 8000-15000；24小时甲醛去除率> 90％，抗菌率> 99.0％。
将本申请实施例1-2与对比例1相比，可发现，即使采用组成和结构类似的层柱粘土为负离子添加剂，但由于未引入TiO2，导致添加剂难以发挥光催化降解功效，进而，使得由所述添加剂制得的无机生态壁材的整体性能也明显劣于本申请的无机生态壁材。
将本申请实施例1-2与对比例2相比，可发现，即使采用类似组成的层柱粘土为负离子添加剂，但由于添加剂的结构不同，由所述添加剂制得的无机生态壁材的整体性能也明显劣于本申请的无机生态壁材。
将本申请实施例1-2与对比例2-3相比，可发现，本申请的无机生态壁材相对于现有技术中采用以ThO2或沸石粉与电气石的掺合料为负离子添加剂的生态壁材相比，在包括空气负离子的生成量、甲醛去除率等方面均具有明显突出的技术效果。
本发明制得的无机生态壁材可根据不同要求，采用不同的施工工艺，可用于刮涂、弹涂、阴刻、阳刻等工艺施工，实现优美的装饰效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种净化室内空气的无机生态壁材，由矿粉、重钙粉、专用负离子添加剂、灰钙粉、白水泥、滑石粉、硅藻土、重晶石、外加剂及任选的色粉为原料混合而成，其配比如下：
矿粉：10-20份
重钙粉：10-20份
专用负离子添加剂：15-20份
灰钙粉：5-10份
白水泥：5-10粉
滑石粉：5-15份
硅藻土：5-10份
重晶石：5-15份
外加剂：3-5份
色粉：适量。
2.根据权利要求1所述的无机生态壁材，其特征在于，所述专用负离子添加剂为介孔稀土/钛层柱粘土材料，其制备过程为：将嵌段聚合物模板剂、酸、粘土与水混合，40～60℃搅拌12～24h，过滤，得到滤饼，所述的嵌段聚合物模板剂的加入量为粘土质量的2～20％；将所得滤饼与乙醇、稀土盐和钛溶胶混合、打浆，所述的稀土盐以稀土氧化物质量计算，稀土盐加入量为粘土质量1～10％，钛溶胶的加入量为粘土质量5～10％；将所得浆液干燥，所得固体在400～700℃焙烧处理2～6h，然后研磨过筛得到介孔稀土/钛柱撑粘土材料。
3.根据权利要求1或2所述的无机生态壁材，其特征在于，所述的介孔稀土/钛柱撑粘土材料的制备中，将嵌段聚合物模板剂、酸、粘土与水混合，酸的加入量满足制备体系中的[H+]为0.05～0.5mol/L，优选0.1～0.3mol/L。
4.根据权利要求1或2所述的无机生态壁材，其特征在于，所述嵌段聚合物模板剂为含聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌段聚合物；优选为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯、聚氧丙烯-聚氧乙烯、和聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的无机生态壁材，其特征在于，所述原料中灰钙粉优选为400目以上粉体，重钙粉优选为1250目以上粉体，专用负离子添加剂优选为1000-1500目的粉体。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无机生态壁材的制备方法，其特征在于，将矿粉、重钙粉、专用负离子添加剂、灰钙粉、白水泥、滑石粉、硅藻土、重晶石、外加剂及任选的色粉按配制比例加入干粉搅拌器搅拌5-20分钟，优选搅拌10分钟，使粉料混合均匀即可包装，制得无机生态壁材。
7.根据权利要求1-5任一项所述的无机生态壁材的使用方法，其特征在于，按照水固重量比为0.7-0.8来称量水，将水与粉料混合搅拌均匀即可使用。
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