CN115945171A - 一种空气净化材料及其制备方法 - Google Patents
一种空气净化材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115945171A CN115945171A CN202211610126.1A CN202211610126A CN115945171A CN 115945171 A CN115945171 A CN 115945171A CN 202211610126 A CN202211610126 A CN 202211610126A CN 115945171 A CN115945171 A CN 115945171A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air purification
- manganese oxide
- fiber membrane
- oxide fiber
- purification material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004887 air purification Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 69
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 64
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 27
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 19
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 19
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 14
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 6
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 4
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 9
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000013171 zeolitic imidazolate framework-6 Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种空气净化材料及其制备方法，属于空气净化技术领域，空气净化材料制备方法为制备出掺杂钴的氧化锰纤维膜后，将其浸渍于2‑甲基咪唑中，退火，得到空气净化材料，本发明制备的空气净化材料为三维网络结构，具有比表面积大、孔径小、孔隙率高的特点，对甲醛和PM2.5、PM10等微小颗粒物具有较好的吸附效果，可用于空气净化领域。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种空气净化材料及其制备方法。
背景技术
近年来，经济的高速发展提高了人们的生活水平，大部分日常活动和工作都由室外转移至室内进行。研究表明，现在人们的日常生活工作超过85％的时间是在室内空间进行，因此室内空气质量至关重要。据室内空气检测部门的统计，80％的室内环境中的污染物含量超过国家标准，对公众健康造成了危害。空气污染主要分为微小颗粒物和挥发性有机物，微小颗粒物主要包括PM2.5、PM10等和致病菌，挥发性有机物主要包括甲醛、苯、甲苯等有害物质。室内装修材料中释放的甲醛和室内悬浮的PM2.5微小颗粒物是最亟需解决的室内污染问题。当前的空气过滤材料功能单一，主要是针对微小颗粒物PM2.5，无法同时兼顾吸附甲醛等有害物质。
活性炭是目前最常见的吸附材料，其较小的吸附量使得需要不断更换材料，所吸附的污染物也可能会脱附造成二次污染。二氧化锰(MnO2)作为催化剂可通过表面的晶格深度氧化空气中的甲醛，但是MnO2材料存在着室温下催化效率低、稳定性较差的问题。金属有机框架材料(MOFs)具有大的比表面积、高的孔隙率、结构及功能多样性等优异的特点。在气体吸附与分离、存储、催化、生物医学、发光与传感领域受到科研工作者们的广泛研究。但大多数MOFs材料为粉末状材料，限制了其实际应用。
因此，开发一种新型高效净化室内空气环境的材料具有好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种空气净化材料及其制备方法，提高对甲醛和PM2.5、PM10等微小颗粒物的吸附效果，吸附的污染物不易脱附，可重复使用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种空气净化材料的制备方法，制备出掺杂钴的氧化锰纤维膜后，将其浸渍于2-甲基咪唑中，退火，得到空气净化材料。
进一步地，制备氧化锰纤维膜的方法，包括以下步骤：将醋酸锰和醋酸铜加入异丙醇中，搅拌均匀，得到溶胶，调节pH至酸性，加入聚乙烯吡咯烷酮的异丙醇溶液，得到前驱体溶液，进行静电纺丝，得到氧化锰纤维膜。
进一步地，醋酸锰与醋酸铜的质量比为(45-50)：(8-10)。
进一步地，调节pH至5-6。
进一步地，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为15000-30000。静电纺丝过程中，纺丝液的粘度影响最终产品的形貌和性能，纺丝液在合适的粘度范围内，才能较好地被电场力拉伸，形成纤维。在本发明中，掺杂钴的氧化锰纤维膜制备过程中能否顺利形成纤维受聚乙烯吡咯烷酮的分子量的影响较大，当聚乙烯吡咯烷酮的分子量过大时，会造成分子链缠结过多、过密，限制聚合物分子链的自由移动，导致射流时发生不稳定现象，难以完成纺丝过程；当聚乙烯吡咯烷酮的分子量过小时，纺丝液难以形成正常的射流，纺丝难度大，最终只能形成液滴。本发明得到的掺杂钴的氧化锰纤维膜中的纤维粗细均匀，表面光滑，纤维结构形貌较好，无珠粒出现。
进一步地，静电纺丝的参数：电压为15-20V，推注速度0.06-0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离18-20cm，接收滚筒速度140-160rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h。
进一步地，浸渍温度为35-45℃，浸渍时间为10-15h。
进一步地，退火温度为400-500℃，退火时间为1-3h。纤维的直径直接影响空气净化材料的吸附效率，且纤维直径的细度和均匀性有利于后续金属有机框架在其表面的生长，掺杂钴的氧化锰纤维膜的纤维平均直径为330-360nm，为了在掺杂钴的氧化锰纤维膜表面得到MOFs材料，将氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中，加热状态下，Co2+与溶液中的2-MI发生配位反应，沿着氧化锰纤维表面生长ZIF-6晶体，掺杂钴的氧化锰纤维膜经过浸渍后仍完好，且金属有机框架材料的生长不会破坏纤维的形貌，不会堵塞纤维膜内部孔隙，ZIF-6晶体在纤维表面成密集排列，纤维表面出现粗糙结构，纤维直径略有增加，平均直径为350-375nm，经过退火处理后，PVP骨架被气化，得到具有三维网络结构的空气净化材料，对甲醛和PM2.5、PM10等微小颗粒物具有较好的吸附效果，且不易脱附。
本发明提供一种由所述制备方法制备得到的空气净化材料。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种具有三维网络结构的空气净化材料，具有比表面积大、孔径小、孔隙率高的特点，对甲醛和PM2.5、PM10等微小颗粒物具有较好的吸附效果，可用于空气净化领域。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明实施例中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为15000-30000。
本发明实施例中的室温指的是25±2℃。
本发明甲醛吸附性能测试过程中的商业活性炭为购自于苏州弘达环保科技有限公司的椰壳活性炭。
实施例1
在手套箱中在6mL异丙醇中加入4.5g Mn(CH3COO)2·2H2O和0.8g Co(CH3COO)2，搅拌5h后，得到溶胶，加入氨水将溶胶pH调整至6，加入4mL溶解了0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(分子量为15000)的异丙醇溶液，搅拌1h得到前驱体溶液，倒入注射器，进行静电纺丝，用25g/cm2的无纺布作为接收基底，静电纺丝工艺参数如下：电压为15V，推注速度0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离20cm，接收滚筒速度140rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h，得到掺杂钴的氧化锰纤维膜；将2g 2-甲基咪唑(2-MI)溶于100mL无水乙醇中，得到2-MI的无水乙醇溶液，将制备得到的掺杂钴的氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中35℃浸泡12h后，用无水乙醇和去离子水冲洗，放入80℃的烘箱中干燥，然后在马弗炉中以400℃的温度退火3h，得到空气净化材料。
本实施例中组成掺杂钴的氧化锰纤维膜的纤维平均直径为330nm，且纤维粗细均匀，表面光滑，纤维结构形貌较好，无珠粒出现。将掺杂钴的氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中，加热状态下，Co2+与溶液中的2-MI发生配位反应，沿着氧化锰纤维表面生长ZIF-6晶体，掺杂钴的氧化锰纤维膜经过浸渍后仍完好，且金属有机框架材料的生长不会破坏纤维的形貌，没有堵塞纤维膜内部孔隙，ZIF-6晶体在纤维表面成密集排列，纤维表面出现粗糙结构，纤维直径略有增加，平均直径为352nm，经过退火处理后，PVP骨架被气化，得到具有三维网络结构的空气净化材料。
本实施例空气净化材料的BET比表面积为2596m2/g，孔隙率为92.3％，孔容为2.61cm3/g，孔径分布为1.3-1.6nm。
实施例2
在手套箱中在6mL异丙醇中加入5.0g Mn(CH3COO)2·2H2O和1.0g Co(CH3COO)2，搅拌5h后，得到溶胶，加入氨水将溶胶pH调整至5，加入4mL溶解了0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(分子量为20000)的异丙醇溶液，搅拌1h得到前驱体溶液，倒入注射器，进行静电纺丝，用25g/cm2的无纺布作为接收基底，静电纺丝工艺参数如下：电压为20V，推注速度0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离20cm，接收滚筒速度140rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h，得到掺杂钴的氧化锰纤维膜；将2g 2-MI溶于100mL无水乙醇中，得到2-MI的无水乙醇溶液，将制备得到的掺杂钴的氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中35℃浸泡12h后，用无水乙醇和去离子水冲洗，放入80℃的烘箱中干燥，然后在马弗炉中以450℃的温度退火2h，得到空气净化材料。
本实施例中组成掺杂钴的氧化锰纤维膜的纤维平均直径为345nm，且纤维粗细均匀，表面光滑，纤维结构形貌较好，无珠粒出现。沿着氧化锰纤维表面生长ZIF-6晶体后，纤维直径略有增加，平均直径为361nm，经过退火处理后，PVP骨架被气化，得到具有三维网络结构的空气净化材料。
本实施例空气净化材料的BET比表面积为2601m2/g，孔隙率为93.7％，孔容为2.65cm3/g，孔径分布为1.3-1.6nm。
实施例3
在手套箱中在6mL异丙醇中加入4.5g Mn(CH3COO)2·2H2O和0.8g Co(CH3COO)2，搅拌5h后，得到溶胶，加入氨水将溶胶pH调整至6，加入4mL溶解了0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(分子量为30000)的异丙醇溶液，搅拌1h得到前驱体溶液，倒入注射器，进行静电纺丝，用25g/cm2的无纺布作为接收基底，静电纺丝工艺参数如下：电压为20V，推注速度0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离20cm，接收滚筒速度140rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h，得到掺杂钴的氧化锰纤维膜；将2g 2-MI溶于100mL无水乙醇中，得到2-MI的无水乙醇溶液，将制备得到的掺杂钴的氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中35℃浸泡12h后，用无水乙醇和去离子水冲洗，放入80℃的烘箱中干燥，然后在马弗炉中以500℃的温度退火1h，得到空气净化材料。
本实施例中组成掺杂钴的氧化锰纤维膜的纤维平均直径为360nm，且纤维粗细均匀，表面光滑，纤维结构形貌较好，无珠粒出现。沿着氧化锰纤维表面生长ZIF-6晶体后，纤维直径略有增加，平均直径为375nm，经过退火处理后，PVP骨架被气化，得到具有三维网络结构的空气净化材料。
本实施例空气净化材料的BET比表面积为2675m2/g，孔隙率为94.1％，孔容为2.63cm3/g，孔径分布为1.3-1.6nm。
实施例4
在手套箱中在6mL异丙醇中加入4.5g Mn(CH3COO)2·2H2O和0.8g Co(CH3COO)2，搅拌5h后，得到溶胶，加入氨水将溶胶pH调整至5，加入4mL溶解了0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(分子量为25000)的异丙醇溶液，搅拌1h得到前驱体溶液，倒入注射器，进行静电纺丝，用25g/cm2的无纺布作为接收基底，静电纺丝工艺参数如下：电压为15V，推注速度0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离20cm，接收滚筒速度140rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h，得到掺杂钴的氧化锰纤维膜；将2g 2-MI溶于100mL无水乙醇中，得到2-MI的无水乙醇溶液，将制备得到的掺杂钴的氧化锰纤维膜浸渍于2-MI的无水乙醇溶液中35℃浸泡12h后，用无水乙醇和去离子水冲洗，放入80℃的烘箱中干燥，然后在马弗炉中以500℃的温度退火1h，得到空气净化材料。
本实施例中组成掺杂钴的氧化锰纤维膜的纤维粗细均匀，表面光滑，纤维结构形貌较好，无珠粒出现。沿着氧化锰纤维表面生长ZIF-6晶体后，纤维直径略有增加，经过退火处理后，PVP骨架被气化，得到具有三维网络结构的空气净化材料。
本实施例空气净化材料的BET比表面积为2624m2/g，孔隙率为93.7％，孔容为2.62cm3/g，孔径分布为1.3-1.6nm。
对比例1
同实施例3，不同之处仅在于未进行退火处理用无水乙醇和去离子水冲洗，放入80℃的烘箱中干燥后即得到空气净化材料。
本对比例空气净化材料的BET比表面积为1527m2/g，孔隙率为75.1％，孔容为2.50cm3/g，孔径分布为1.3-1.9nm。
对比例2
同实施例3，不同之处仅在于聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000，静电纺丝过程中射流不稳定，难以完成纺丝过程，未进行后续制备及性能测试过程。
对比例3
同实施例3，不同之处仅在于聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000，纤维中有珠粒出现，纤维平均直径为190nm，且纤维粗细不均匀。生长ZIF-6晶体后，晶体分布较为稀疏，且分布不均匀，通过扫描电镜无法在纤维表面观察到清晰的晶体。
甲醛吸附性能测试：
室温下搭建密闭空间，将甲醛溶液与去离子水按体积比1：50的比例稀释后进行喷洒，采用甲醛测试仪(MEF500)实时观察密闭空间内甲醛数据变化，待甲醛测试仪检测数据趋于稳定，将各实施例和对比例空气净化材料放入密闭空间内，进行甲醛吸附性能测试。甲醛去除率计算公式如下：
Q＝(C0-C1)/C0×100％
其中，Q表示甲醛去除率(％)，C0表示甲醛初始浓度(mg/m3)，C1表示甲醛最终浓度(mg/m3)。
将密闭空间内的甲醛初始浓度控制在2mg/m3，称取0.1g/m3的各实施例和对比例空气净化材料，放入密闭空间内，进行测试，不同时间后甲醛去除率结果见表1。
表1
由表1可知，本发明实施例制备的空气净化材料由于三维网络结构和较大的比表面积可以达到快速净化甲醛的效果，对甲醛具有良好的去除效果。
采用TSI8130A自动滤料检测仪对实施例3和对比例1、3制备的空气净化材料在32L/min空气流速下进行过滤性能测试，实施例3空气净化材料的过滤效率为96.7％，品质因子为0.0513Pa-1，对比例1空气净化材料的过滤效率为55.1％，品质因子为0.0264Pa-1，对比例3空气净化材料的过滤效率为67.1％，品质因子为0.0357Pa-1。因此，本发明实施例制备的空气净化材料具有较好的过滤性能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种空气净化材料的制备方法，其特征在于，制备出掺杂钴的氧化锰纤维膜后，将其浸渍于2-甲基咪唑中，退火，得到空气净化材料。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，制备氧化锰纤维膜的方法，包括以下步骤：将醋酸锰和醋酸铜加入异丙醇中，搅拌均匀，得到溶胶，调节pH至酸性，加入聚乙烯吡咯烷酮的异丙醇溶液，得到前驱体溶液，进行静电纺丝，得到氧化锰纤维膜。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，醋酸锰与醋酸铜的质量比为(45-50)：(8-10)。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，调节pH至5-6。
5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为15000-30000。
6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，静电纺丝的参数：电压为15-20V，推注速度0.06-0.08mm/min，注射器倾斜角度与水平面成30°，接收距离18-20cm，接收滚筒速度140-160rpm，温度25±2℃，湿度25±2℃，接收时间30h。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，浸渍温度为35-45℃，浸渍时间为10-15h。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，退火温度为400-500℃，退火时间为1-3h。
9.一种空气净化材料，由权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211610126.1A CN115945171A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种空气净化材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211610126.1A CN115945171A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种空气净化材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115945171A true CN115945171A (zh) | 2023-04-11 |
Family
ID=87297514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211610126.1A Pending CN115945171A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种空气净化材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115945171A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104150881A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-19 | 东华大学 | 一种柔性氧化锰纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN106637506A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-05-10 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维及其制备方法 |
| WO2017096638A1 (zh) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 二氧化锰纳米线@多维介孔金属有机骨架吸附剂及其制备 |
| WO2019000602A1 (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 防霾防有害气体空气滤膜、其制备方法及应用 |
| CN110433804A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用 |
| CN111013271A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-17 | 中原工学院 | 一种纳米纤维负载金属有机框架空气净化材料及其制备方法 |
| CN111545047A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-18 | 江苏卓高环保科技有限公司 | 一种除甲醛除臭杀菌一体式材料及其在除臭净化器上的应用 |
| CN111569643A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 江苏卓高环保科技有限公司 | 一种净化pm2.5甲醛的复合净化材料及其制备的空气净化器 |
| CN112121856A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-25 | 天津工业大学 | 一种氧化锰/聚合物微囊复合亚微米纤维膜及其制备方法 |
| CN112774652A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 成都易态科技有限公司 | 甲醛净化多孔薄膜及其制备方法 |
| CN114392736A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-04-26 | 苏州道一至诚纳米材料技术有限公司 | 常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211610126.1A patent/CN115945171A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104150881A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-19 | 东华大学 | 一种柔性氧化锰纳米纤维膜及其制备方法 |
| WO2017096638A1 (zh) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 二氧化锰纳米线@多维介孔金属有机骨架吸附剂及其制备 |
| CN106637506A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-05-10 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维及其制备方法 |
| WO2019000602A1 (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 防霾防有害气体空气滤膜、其制备方法及应用 |
| CN110433804A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用 |
| CN112774652A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 成都易态科技有限公司 | 甲醛净化多孔薄膜及其制备方法 |
| CN111013271A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-17 | 中原工学院 | 一种纳米纤维负载金属有机框架空气净化材料及其制备方法 |
| CN111545047A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-18 | 江苏卓高环保科技有限公司 | 一种除甲醛除臭杀菌一体式材料及其在除臭净化器上的应用 |
| CN111569643A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 江苏卓高环保科技有限公司 | 一种净化pm2.5甲醛的复合净化材料及其制备的空气净化器 |
| CN112121856A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-25 | 天津工业大学 | 一种氧化锰/聚合物微囊复合亚微米纤维膜及其制备方法 |
| CN114392736A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-04-26 | 苏州道一至诚纳米材料技术有限公司 | 常温净化甲醛的催化膜及其制备方法与用途 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| YU CHEN ET AL.: ""Synergistic enhanced catalysis of mocro-reactor with nano MnO2/ZIF-8 immobilized in membrane pores by flowing synthesis"", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》, vol. 628, 17 March 2021 (2021-03-17), pages 119233, XP086540847, DOI: 10.1016/j.memsci.2021.119233 * |
| 余孝威: ""纳米二氧化锰复合材料的制备及其对甲醛的催化降解行为研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》, no. 2, 15 February 2017 (2017-02-15), pages 020 - 128 * |
| 孙柯等: ""静电纺丝法制备氧化锰纳米丝电极及其电化学性能"", 《无机材料学报》, vol. 24, no. 2, 15 March 2009 (2009-03-15), pages 357 - 360 * |
| 王宇阳等: ""MnO@ZIF-8/PES复合催化膜的制备及甲醛催化氧化研究"", 《膜科学与技术》, vol. 40, no. 3, 19 June 2020 (2020-06-19), pages 65 - 71 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mokhena et al. | Development of multifunctional nano/ultrafiltration membrane based on a chitosan thin film on alginate electrospun nanofibres | |
| Wang et al. | A novel hierarchical structured poly (lactic acid)/titania fibrous membrane with excellent antibacterial activity and air filtration performance | |
| CN109235044B (zh) | 一种负载zif-8的聚偏氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法和应用 | |
| KR101744343B1 (ko) | 공기정화 필터용 금속착물형 고분자막 및 이의 제조방법 | |
| CN109107395A (zh) | 防霾防有害气体空气滤膜、其制备方法及应用 | |
| CN104258738A (zh) | 正渗透有机-无机复合膜及其制备方法 | |
| CN111185153A (zh) | MnO2纳米片催化材料及其制备方法、应用 | |
| CN115155306B (zh) | 室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂、制备方法及应用 | |
| CN108771976A (zh) | 一种基于静电纺丝制备纤维膜抑菌过滤pm2.5并降解有机染料的方法 | |
| CN114737312B (zh) | 超薄纳米Ag-2MI/PLA复合静电纺丝纤维膜、制备方法及应用 | |
| CN110644137B (zh) | 一种静电纺丝制备微孔复合纳米纤维膜的方法、应用 | |
| CN113117418A (zh) | 具有光催化解毒功能的纳米纤维过滤防护材料及其制备方法 | |
| CN115945171A (zh) | 一种空气净化材料及其制备方法 | |
| CN113457477A (zh) | 一种纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用 | |
| CN108940375B (zh) | 一种甲醛净化纤维及其制备方法 | |
| CN111501203B (zh) | 一种催化纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN114713814B (zh) | 一种核壳结构炭包覆银锌纳米微球抗菌材料的制备方法 | |
| CN111326302B (zh) | 一种用于工业清洁空气的核壳结构磁性材料及制备方法 | |
| US20200282387A1 (en) | Linear titanium-oxide polymer, titanium dioxide coating, photocatalytic coating and preparation method therefor | |
| Bao et al. | Natural polysaccharide-dominated synthesis of MnO2 nanoparticles as textile coating for efficiently removing indoor bacteria and air pollutants | |
| CN109059245B (zh) | 一种易清洗的空气净化器滤芯 | |
| CN112871213A (zh) | 铁酸铋复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN108314174B (zh) | 一种催化臭氧降解染料废水的处理工艺 | |
| CN111888837A (zh) | 用于空气净化的环保复合新材料及其制备方法 | |
| CN114471511B (zh) | 一种高通量、可见光响应的纳米线催化陶瓷膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |