CN114870591B - 一种哌嗪基复合材料除醛剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料领域，涉及一种哌嗪基复合材料除醛剂及其制备方法。一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于按重量份数包含以下的原料：去离子水2~20份，哌嗪0.1~5份，功能分子0.01~5份，载体0.1~10份。本发明的有益效果是：1、制备方法简单，原料广泛，生成成本低；2、将多种功能分子与哌嗪复配，一方面，通过多种相互作用力，减少有机胺逸出，另一方面，功能分子也具有一定得除醛能力，所得复合材料最终实现除醛性能的强化及使用寿命的延长；3、可用于多种载体，产品形式多样，适用于不同的使用场景。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种哌嗪基复合材料除醛剂及其制备方法。
背景技术
甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。如何经济有效地减少甲醛，保护健康，成为了一种人们密切关注的研究课题。
从目前已有的除醛技术来看，大致分为以下方式：物理吸附法、植物净化、化学反应法、光催化法、热催化氧化法、等离子体去除法。其中，绿萝为主的植物净化方法效率最低。以活性炭为代表的物理吸附，成本低廉、使用比较广泛，但吸附效率慢。光催化法、热催化氧化法及等离子体法因使用条件受到了极大的限制。根据甲醛特定的化学性质，可以通过利用化学反应如氧化反应和缩合反应来去除甲醛，以达到降低室内甲醛浓度的目的。其中，胺类化合物及其衍生物是研究及应用较多的甲醛去除剂，利用的是氨基与甲醛的亲核加成反应，包括有机胺类、肽胺类、无机胺盐类的水溶液等。此外，含酚物质比如苯酚、茶多酚等亦可与甲醛发生化学反应。
哌嗪为一类重要的环胺化合物，易于与甲醛发生化学反应，但活性较大且易挥发，导致除醛效果不够稳定和持久，且过量的挥发物也不利于健康。
发明内容
本发明提供一种哌嗪基复合材料除醛剂及其制备方法。本发明的技术方案中让一些特定的功能分子与哌嗪进行复配，利用其与哌嗪之间的多种相互作用力，如化学键、静电作用力、氢键等，固定及稳定哌嗪，减少有机胺逸出，最终实现增强除醛能力及延长除醛时间。
一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于，按重量份数包含以下的原料：去离子水2~20份，哌嗪0.1~5份，功能分子0.01~5份，载体0.1~10份。其中，所述的功能分子为多糖类物质、多酚类物质、聚丙烯酰胺类物质的一种或多种；所述的载体为活性炭、无纺布、硅藻土的其中一种。
作为优选，所述的多糖类包括壳聚糖、卡拉胶、明胶、海藻酸钠、透明质酸、果胶、硫酸软骨素、琼脂；所述的多酚类包括单宁酸、碱性木质素、多巴胺、茶多酚、没食子酸、苹果多酚；所述的聚丙烯酰胺包括阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、两性型聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺。
一种哌嗪基复合材料除醛剂的制备方法，其特征在于制备步骤具体如下：
步骤1：磁力搅拌下，按照重量份数称取去离子水2~20份，哌嗪0.1~5份，功能分子0.01~5份，分散均匀5~30 min；
步骤2：按照重量份数，将0.1~10份载体浸入步骤1制得的溶液20~60 min，进行适当的搅拌或者振荡；
步骤3：将载体取出，除去表面过量的溶液，进行热处理；
其中所述的热处理指在40-80℃的烘箱中加热烘干20~150min。
本发明的有益效果是：1、制备方法简单，原料广泛，生成成本低；2、将多种功能分子与哌嗪复配，一方面，通过多种相互作用力，减少有机胺逸出，另一方面，功能分子也具有一定得除醛能力，所得复合材料最终实现除醛性能的强化及使用寿命的延长；3、可用于多种载体，产品形式多样，适用于不同的使用场景。
具体实施方式
实施例1
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，壳聚糖0.1份，单宁酸0.2份，聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为93%，有机胺检出低于2ppm。
实施例2
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，壳聚糖0.1份，碱性木质素0.3份，聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为88%，有机胺检出低于2ppm。
实施例3
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，卡拉胶0.15份，茶多酚0.15份，聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为90%，有机胺检出低于2ppm。
实施例4
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，明胶0.1份，单宁酸0.2份，阴离子聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为85%，有机胺检出低于2ppm。
实施例5
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，明胶0.15份，木质素磺酸钠0.1份，阴离子聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为82%，有机胺检出低于2ppm。
实施例6
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，海藻酸钠0.15份，单宁酸0.2份，聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将1份活性炭浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，铺展静置在筛网上除去表面过量的溶液，置于60oC烘箱60min；
经测试，10min的除醛率为86%，有机胺检出低于2ppm。
实施例7
步骤1：磁力搅拌下，依次称取去离子水1份，壳聚糖0.1份，单宁酸0.2份，聚丙烯酰胺0.01份，哌嗪0.5份，分散均匀10 min；
步骤2：将无纺布浸入上述溶液60 min，隔10min搅拌一次；
步骤3：将载体取出，用橡皮辊除去表面过量的溶液，将涂敷后的无纺布置于60oC烘箱60 min。
Claims (6)
1.一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于，按重量份数包含以下的原料：去离子水2~20份，哌嗪0.1~5份，功能分子0.01~5份，载体0.1~10份；其中所述的功能分子为多糖类物质、多酚类物质和聚丙烯酰胺类物质。
2.如权利要求1所述的一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于：所述的载体为活性炭、无纺布、硅藻土的其中一种。
3.如权利要求1所述的一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于：所述的多糖类物质包括壳聚糖、卡拉胶、明胶、海藻酸钠、透明质酸、果胶、硫酸软骨素或琼脂。
4.如权利要求1所述的一种哌嗪基复合材料除醛剂，其特征在于：所述的多酚类包括单宁酸、碱性木质素、多巴胺、茶多酚、没食子酸或苹果多酚。
5.一种哌嗪基复合材料除醛剂的制备方法，其特征在于制备步骤具体如下：
步骤1：磁力搅拌下，按照重量份数称取去离子水2~20份，哌嗪0.1~5份，功能分子0.01~5份，分散均匀5~30 min；其中所述的功能分子为多糖类物质、多酚类物质和聚丙烯酰胺类物质；
步骤2：按照重量份数，将0.1~10份载体浸入步骤1制得的溶液20~60 min，进行适当的搅拌或者振荡；
步骤3：将载体取出，除去表面过量的溶液，进行热处理。
6.如权利要求5所述的一种哌嗪基复合材料除醛剂的制备方法，其特征在于：步骤3中所述的热处理为在40-80℃的烘箱中加热烘干20~150min。
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