CN112675700A - 一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法及其产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法及其产品和应用，采用液相、掺杂、表面改性和复合法制备高效弱光光触媒，弱光光触媒与生物酶复合除醛喷剂，改性纳米氧化锌颗粒小于20纳米，分散液强度D90小于100纳米，极大地提高了体系的分散性；光触媒的固含量为1%，降低了添加量；在分散体系中，纳米氧化锌颗粒以单分散的形式悬浮于溶液中；生物酶，“捕捉降解剂”，具有吸附、捕获、锁定、持续分解有害气体的功效。本发明所用原料化学稳定性好，无毒、无味、无挥发性，并且具有一定的抗菌性，不会造成二次污染。本发明的原料成本较低，制备方法简便，可以十分有效地清除室内和室内空气中的甲醛污染物，从而净化室内空气。
Description
技术领域
本发明涉及一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法及其产品和应用，属于纳米技术及精细化工领域。
背景技术
甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。其为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。装修过的房间总飘荡着刺鼻气味，停留的时间稍长，人就会出现头昏、刺眼、喉痛、胸闷等不良反应，这多半是甲醛危害的直观表现。据全国各地的室内空气检测数据分析，装修后的室内空气都存在不同程度的空气污染，其中以甲醛污染最为严重。室内甲醛的主要来源是室内装修材料及家具，尤以所用人造板为甚。室内甲醛污染影响人们的健康，已引起人们的高度关注。
根据国内的医学杂志相关文献报道，室内甲醛对人体健康的危害可归纳为刺激作用、毒性作用和致癌作用。甲醛对人体的刺激作用。主要表现为对眼睛、皮肤、粘膜的刺激作用，引起眼痛、流泪、皮炎等症状。气态甲醛眼刺激阈为0.06mg/m3，嗅觉刺激阈为0.06-0.22mg/m3，上呼吸道刺激阈为0.12mg/m3。甲醛对人体的毒性作用。主要是对眼部、呼吸系统、肺功能、神经系统功能和免疫系统具有毒性作用。甲醛对人体的致癌作用。甲醛也是一种较强的致突变、致癌物质，是引起肿瘤死亡的危险因素之一，动物实验多种证明甲醛既是致癌剂又是促癌剂。更多的报道显示暴露甲醛中的人群肿瘤死亡率显著高于非暴露的人群。长期接触低剂量甲醛，可引起慢性呼吸道疾病，可引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合征，可引起新生儿染色体异常、白血病，也可引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。因此，对于新装修过的房间，需要对其进行除甲醛处理。
目前除甲醛主要采用植物吸收法、物理吸附法、化学法和光触媒法等。植物吸收法吸收的甲醛量太少，见效太慢，效果不明显。物理吸附法(如活性炭吸附)短时见效快，但由于受到吸附总量的限制，一旦吸收量达到上限，就没法继续吸收了，而家具及装饰材料等会继续释放甲醛，这就造成了除甲醛有效期不够长；化学法是指用某种能和甲醛发生固气复相反应的物质加入到油漆中，使油漆具有吸收和分解甲醛的功能，其添加量和反应活性决定了有效期和甲醛分解效率，但往往容易产生二次污染；光触媒法是一种环保的去除甲醛的方法，光触媒通过吸收阳光中的能量，可以在表面形成活性点，该活性点可以将甲醛分解成无毒的二氧化碳和水，并且该法可以长期有效，但是目前使用的光触媒，主要通过吸收紫外线中的能量来分解甲醛，对阳光中能量最大的可见光却没法吸收，这就导致了目前使用的光触媒，其分解甲醛的效率不高，极大限制了他们的应用。
发明内容
针对现有光触媒在紫外光下效率高而在可见光下甲醛去除效率很低的缺点，本发明目的在于提供一种弱光光触媒复合高效除甲醛喷剂的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的弱光光触媒复合高效除甲醛喷剂产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，采用液相、掺杂、表面改性和复合法制备高效弱光光触媒，配料为：以1000克该复合除醛喷剂计，分散剂15-35克，表面活性剂剂10-25克；分散稳定剂20-40克；银改性的纳米氧化锌粉体10克；甲醛捕获剂5-10克；纯化水添加到1000克，包括如下步骤制备：
在A容器，将分散剂、表面活性剂、甲醛捕获剂按上述配料进行混合，加热到50-70℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态混合物；同时，
在B容器中，将分散稳定剂加入水中、搅拌形成均匀水溶液，然后，加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到60-80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后，
在快速搅拌下，将50-70℃的A容器液态混合物加入到60-80℃的B容器浆液中，高速均质机进行均质处理1-6分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
在上述方案基础上，所述的分散剂是碳数（链长）在C10~C26之间的烷烃、烯烃或炔烃，或是上述烷烃、烯烃或炔烃的醇类、羧酸、羧酸酯等类型的衍生物；是其中的一种，或是上述物质的组合。
所述的分散稳定剂是聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、纤维素及其衍生物、水溶性壳聚糖及其衍生物、聚乙二醇类、卡波姆类其中的一种，或是上述物质的组合。
所述的表面活性剂是碳数（链长）在C10~C26之间的硫酸钠盐、磺酸钠盐、硫酸酯盐、聚氧乙烯醚基硫酸盐等其中的一种，或是上述物质的组合。
所述的甲醛捕获剂是山鸡椒提取液、溶菌酶中的一种，或是上述物质的组合。
本发明提供一种弱光光触媒复合除醛喷剂，根据上述任一所述方法制备得到，其中改性纳米氧化锌颗粒小于20纳米，分散液强度D90小于100纳米，极大地提高了体系的分散性；光触媒的固含量为1%，降低了添加量；在分散体系中，纳米氧化锌颗粒以单分散的形式悬浮于溶液中；生物酶，“捕捉降解剂” ，具有吸附、捕获、锁定、持续分解有害气体的功效。
本发明提供一种弱光光触媒复合除醛喷剂在除醛中的应用，在暗光或弱光条件下，甲醛降解率达到93%。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，纳米氧化锌颗粒以单分散的形式悬浮于溶液中；采用本发明所述方法制备的高效除甲醛喷剂，除甲醛效率高，不仅在可见光线照射下去除甲醛效率高，而且在弱光或黑暗条件下也有较高的除甲醛效率；并且去除甲醛长期有效，且除甲醛过程绿色环保，不产生有毒有害物质。
在水分散体系中将分散稳定剂、表面活性剂、弱光光触媒（银掺杂改性的纳米氧化锌粉体）按照一定添加比加入水中进行混合；加入甲醛捕获剂混合均匀并加热到一定温度后，在快速搅拌下均质混合，并冷却到室温，形成稳定的乳液分散体系。由上述方法所制备的弱光光触媒/生物酶复合除醛喷剂，改性纳米氧化锌颗粒小于20纳米，分散液强度D90小于100纳米，极大地提高了体系的分散性；光触媒的固含量为1%，降低了添加量；在分散体系中，纳米氧化锌颗粒以单分散的形式悬浮于溶液中；生物酶，“捕捉降解剂” ，具有吸附、捕获、锁定、持续分解有害气体的功效。本发明的原料化学稳定性好，无毒、无味、无挥发性，并且具有一定的抗菌性，不会造成二次污染。本发明的原料成本较低，制备方法简便，可以十分有效地清除室内和室内空气中的甲醛污染物，从而净化室内空气。
本发明所用原料化学稳定性好，无毒、无味、无挥发性，并且具有一定的抗菌性，不会造成二次污染。本发明的原料成本较低，制备方法简便。所制备的产品可以十分有效地清除室内和室内空气中的甲醛污染物，不仅在可见光线照射下去除甲醛效率高，而且在弱光或黑暗条件下也有较高的除甲醛效率；并且去除甲醛长期有效，且除甲醛过程绿色环保，不产生有毒有害物质。
附图说明
图1为本发明实施例4弱光光触媒复合除醛喷剂的SEM图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明的内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表1：
制备方法：在A容器中，将硬脂酸、十二烷基磺酸钠、山鸡椒提取液按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将卡波姆加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到60℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将70℃的A相加入到60℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为90%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为68%。
实施例2
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表2：
制备方法：在A容器中，将硬脂酸、十二烷基硫酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到50℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将卡波姆加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将50℃的A相加入到80℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为85%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为53%。
实施例3
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表3：
制备方法：在A容器中，将硬脂酸、十二烷基硫酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将卡波姆加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到70℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将60℃的A相加入到70度的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为88%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为59%。
实施例4
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表4：
制备方法：在A容器中，将硬脂酸、十二烷基磺酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将卡波姆加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到70℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将60℃的A相加入到70℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂，该弱光光触媒复合除醛喷剂的SEM图见图1。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为93%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为68%。
实施例5
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表5：
制备方法：在A容器中，将棕榈酸、十二烷基磺酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到70℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将聚乙烯比咯烷酮加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到70℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将70℃的A相加入到70℃度的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为91%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为62%。
实施例6
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表6：
制备方法：在A容器中，将棕榈酸、十二烷基磺酸钠、山鸡椒提取液按照表中的添加量进行混合，加热到50℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将聚乙烯比咯烷酮加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到70℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将50℃的A相加入到70℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为92%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为62%。
实施例7
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表7：
制备方法：在A容器中，将棕榈酸、十二烷基磺酸钠、山鸡椒提取液按照表中的添加量进行混合，加热到70℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将聚乙烯比咯烷酮加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到70℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将70℃的A相加入到70℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为92%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为62%。
实施例8
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表8：
制备方法：在A容器中，将棕榈酸、十二烷基硫酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将聚乙烯比咯烷酮加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将60℃的A相加入到80℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为88%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为54%。
实施例9
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表9：
制备方法：在A容器中，将硬脂酸甘油酯、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将羧甲基纤维素钠加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将60℃的A相加入到80℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为90%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为56%。
实施例10
一种弱光光触媒复合除醛喷剂，以1公斤该弱光光触媒复合除醛喷剂计，制备氧化锌含量1%的分散液，所采用的银改性纳米氧化锌粉体的粒径30在纳米左右，配料表如下表10：
制备方法：在A容器中，将油酸、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、溶菌酶按照表中的添加量进行混合，加热到60℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态；同时，在B容器中，将羧甲基纤维素钠加入水中、搅拌形成均匀溶液，然后加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后在快速搅拌下，将60℃的A相加入到80℃的B相中，然后使用高速均质机进行均质处理2分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
由上述方法所制备的弱光光触媒复合除醛喷剂，氧化锌粒径大约为30纳米左右，以单分散的形式悬浮于溶液中；30瓦可见光下24小时，甲醛降解率为91%；在黑暗中24小时，甲醛降解率为55%。
Claims (7)
1.一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，其特征在于，采用液相、掺杂、表面改性和复合法制备高效弱光光触媒，配料为：以1000克该复合除醛喷剂计，分散剂15-35克，表面活性剂剂10-25克；分散稳定剂20-40克；银改性的纳米氧化锌粉体10克；甲醛捕获剂5-10克；纯化水添加到1000克，包括如下步骤制备：
在A容器，将分散剂、表面活性剂、甲醛捕获剂按上述配料进行混合，加热到50-70℃，边加热边搅拌，使其充分熔解，形成均匀透明的液态混合物；同时，
在B容器中，将分散稳定剂加入水中、搅拌形成均匀水溶液，然后，加入银改性的纳米氧化锌粉体，加热到60-80℃，边加热边搅拌，形成分散性良好的浆液；之后，
在快速搅拌下，将50-70℃的A容器液态混合物加入到60-80℃的B容器浆液中，高速均质机进行均质处理1-6分钟，自然冷却到室温，得到弱光光触媒复合除醛喷剂。
2.根据权利要求1中所述的一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，其特征在于，所述的分散剂是碳链长在C10~C26之间的烷烃、烯烃或炔烃，或是上述烷烃、烯烃或炔烃的醇、羧酸、羧酸酯的衍生物其中的一种，或是所述物质的组合物。
3.根据权利要求1中所述的一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，其特征在于，所述的分散稳定剂是聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、纤维素及其衍生物、水溶性壳聚糖及其衍生物、聚乙二醇、卡波姆中的一种或是所述物质的组合物。
4.根据权利要求1中所述的一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂是碳链长在C10~C26之间的硫酸钠盐、磺酸钠盐、硫酸酯盐、聚氧乙烯醚基硫酸盐中的一种或是所述物质的组合物。
5.根据权利要求1中所述的一种弱光光触媒复合除醛喷剂的制备方法，其特征在于所述的甲醛捕获剂是山鸡椒提取液、溶菌酶中的一种或是所述物质的组合物。
6.一种弱光光触媒复合除醛喷剂，其特征在于根据权利要求1-5任一所述方法制备得到，其中，银改性的纳米氧化锌粒径不大于20纳米，分散液强度D90不大于100纳米；光触媒的固含量为1%；在分散体系中，银改性的纳米氧化锌颗粒以单分散的形式悬浮于溶液中；生物酶作为“捕捉降解剂” ，具有吸附、捕获、锁定、持续分解有害气体的功效。
7.一种根据权利要求6所述弱光光触媒复合除醛喷剂在除醛中的应用，在暗光或弱光条件下，甲醛降解率达到93%。
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