一種空氣凈化器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種空氣凈化器，所述空氣凈化器具有空氣凈化劑組合物，所述空氣凈化劑組合物包含選自下述組合物中的一種或多種，以去除空氣中的有害污染物：組合物A，所述組合物A包含氨基型化學去除劑、任選的保水劑、任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水；組合物B，所述組合物B包含氧化劑型化學去除劑、任選的保水劑、任選的弱堿性化合物和任選的水；和組合物C，所述組合物C包含化學吸收劑和任選的水。此外，所示空氣凈化劑組合物還可包含物理吸附劑。本發(fā)明空氣凈化器中的化學和物理多組分組合物結(jié)合了物理吸附法和化學法的優(yōu)點，可以同時去除常見于居室或車內(nèi)的揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯，以及固體懸浮顆粒，可根據(jù)具體需要組合使用，應(yīng)用范圍廣泛，且操作方便。
【專利說明】一種空氣凈化器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣凈化裝置，特別是適用于室內(nèi)及車內(nèi)的空氣凈化器，其能夠高效、安全地凈化空氣，去除空氣中有害污染物，尤其是去除空氣中揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛、苯及苯系物如甲苯、二甲苯等，以及懸浮顆粒。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球工業(yè)化、城市化加速推進，復雜的環(huán)境問題不斷呈現(xiàn)，大氣中揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)的污染問題日益嚴重。
[0003]不同機構(gòu)對VOCs的定義標準有一定的差異。美國國家環(huán)保署(USEPA)對VOCs的定義是:任何一種參加大氣光化學反應(yīng)的含碳化合物，不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鹽、金屬碳化物、金屬碳酸鹽以及碳酸銨。世界衛(wèi)生組織對總揮發(fā)性有機化合物(TotalVolatile Organic Compounds, TV0C)的定義是:沸點從50°C至260°C、室溫下飽和蒸氣壓超過133.322Pa的易揮發(fā)性化合物。但總體而言，揮發(fā)性有機化合物的特征在于，它們的相對分子質(zhì)量小、飽和蒸汽壓較高、沸點較低、亨利常數(shù)較大且辛烷值較小。它們不僅直接危害人體健康，還能通過光化學反應(yīng)生成O3等高氧化性物質(zhì)，間接地危害人體健康，污染大氣環(huán)境。目前由裝修或裝飾材料而造成的室內(nèi)及車內(nèi)空氣VOCs污染日益嚴重，而汽車尾氣排放的VOCs更是嚴重影響車內(nèi)空氣質(zhì)量。室內(nèi)和車內(nèi)的空氣污染已被列為人類健康的5大危害之一，并且世界衛(wèi)生組織在《2002年世界衛(wèi)生報告》中已明確將車內(nèi)空氣污染與高血壓、艾滋病等共同列為人類健康的10大威脅。
[0004]在各種揮發(fā)性有害有機化合物中，尤其以甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等最為嚴重。
[0005]甲醛是一種具有強烈刺激性氣味的無色水溶性氣體，稱為“萬能的化工原料”。中華人民共和國國家標準《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標準》GB/T16127-1995規(guī)定:居室空氣中甲醛的最高濃度標準為0.08mg/m3。但是，大部分新裝修的室內(nèi)及新車內(nèi)都超過這個標準，車內(nèi)的甲醛超標比室內(nèi)更為嚴重。人長期接觸低濃度甲醛會流淚、打噴嚏、咳嗽，甚至會出現(xiàn)結(jié)膜炎以及支氣管炎等；高濃度的甲醛還可以引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、體內(nèi)酶活性內(nèi)分泌以及免疫系統(tǒng)的改變，并且甲醛潛伏期長，不易代謝。國際癌癥研究機構(gòu)(IARC) 2004年6月在其153號刊物中確定甲醛為I類致癌物。
[0006]苯及苯系物如甲苯及二甲苯是一類具有強烈芳香的氣味、易燃有毒的疏水性液體，極易揮發(fā)進入空氣中。衛(wèi)生部2001年制定的《室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定，室內(nèi)空氣中苯的標準含量應(yīng)小于0.087mg/m3。由于裝飾用各種油漆、涂料和防水材料等會釋放出苯、甲苯、二甲苯等苯系物，所以大部分新裝修室內(nèi)及新車內(nèi)的這些揮發(fā)性有機化合物含量都超過這個標準。苯和苯系物主要通過呼吸道進入人體，侵犯神經(jīng)系統(tǒng)，短時間內(nèi)輕度中毒會造成頭暈、惡心、嘔吐、胸悶等癥狀；長期接觸會損害造血體統(tǒng)，抑制造血細胞在骨髓中生長，造成呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官暫時性和永久性的病變。苯及苯系物如甲苯及二甲苯早已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為強烈致癌物質(zhì)。[0007]因此如何凈化空氣，尤其是去除室內(nèi)及車內(nèi)揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等已受到人們的廣泛關(guān)注。對此，目前此領(lǐng)域的空氣凈化技術(shù)主要有以下幾種:
[0008](一)物理吸附
[0009]物理吸附技術(shù)主要利用活性炭的巨大表面積和復雜的多孔結(jié)構(gòu)，這對空氣中甲醛、苯及苯系物能起到一定的吸附作用。但是，活性炭存在吸附的有機污染物總量小、污染物易從活性炭表面脫附造成二次污染、吸附材料易飽和等問題，單純利用此技術(shù)有一定的局限性和不足。
[0010](二)負離子
[0011]負離子空氣凈化器也是目前被廣泛使用的一種空氣凈化器。據(jù)稱其原理是通過強電場產(chǎn)生負離子以與顆粒污染物結(jié)合形成“重離子”，后者沉降或吸附在物體表面，同時負離子空氣凈化器能殺滅細菌，凈化效果良好。但是，這種空氣凈化器會產(chǎn)生臭氧，造成二次污染，并對空氣中甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等揮發(fā)性有害有機化合物無能為力(朱天樂，《室內(nèi)空氣污染控制》.北京:化學工業(yè)出版社，2002, 158-159)。
[0012](三)光觸媒
[0013]光觸媒技術(shù)是近幾年發(fā)展較快、研究較多的一項技術(shù)，其主要利用光催化劑(TiO2)吸收近紫外區(qū)的輻射光能，經(jīng)與空氣中的水蒸氣接觸后產(chǎn)生一種活性很高的羥基自由基粒子(.0Η)，再對吸附在催化劑表面的有機物進行催化氧化分解。但是，表面吸附的水蒸氣在弱光或無光催化條件下會使得催化劑微孔堵塞，降低催化劑活性，從而阻礙反應(yīng)的進行(Shahed K, Al-Shahry.Efficient photochemical water splitting by achemically modified n_Ti02 [J].Science, 2002，297 (27): 2243)。而且，即便用現(xiàn)有的納米TiO2催化技術(shù)，苯及苯系物如甲苯及二甲苯也不能完全清除，且光催化反應(yīng)生成的苯酚等物質(zhì)亦是有害污染物。
[0014](四)化學方法
[0015]利用化學方法凈化空氣的研究主要包括化學制劑凈化劑和化學去除凈化劑兩種?；瘜W制劑凈化劑比較常見，主要產(chǎn)品為空氣清新劑或是車用香水。這些產(chǎn)品不可能分解污染物，只是用一種愉悅的氣味掩飾一些有害氣體的異味；而且這類產(chǎn)品本身就是化學合成物，很可能成為室內(nèi)及車內(nèi)新的污染?；瘜W去除凈化劑功能優(yōu)于化學制劑凈化劑。目前研究的化學去除劑大多采用噴灑法，即噴灑某種化學品或幾種化學品與空氣中有害有機物質(zhì)反應(yīng)達到去除空氣中有害有機物的目的。如JP10315423，CN1463753等專利利用噴灑酰肼類物質(zhì)去除甲醛，但酰肼類物質(zhì)本身就具有毒性。丁國芳等以亞硫酸氫鈉為主要成分，配成甲醛揮發(fā)抑制劑，通過噴灑與甲醛發(fā)生化學反應(yīng)(丁國芳，郁迪等.亞硫酸氫鈉抑制甲醛揮發(fā)性的實驗研究[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學，2003，20(6):651-653)。但應(yīng)用銨鹽和亞硫酸鹽也有其明顯的缺點，比如銨鹽溶液在使用過程中易放出氨氣；而亞硫酸(氫)鹽與甲醛反應(yīng)是可逆的，在溶液的PH值和環(huán)境溫度發(fā)生改變時會釋放出其吸收的甲醛。此外，室內(nèi)及車內(nèi)的甲醛一般會持續(xù)釋放數(shù)月到數(shù)年，而這類化學去除劑只能在短時間去除已釋放到空氣中的甲醛，無法從根本上起到去除甲醛的效果。而且這類化學去除劑和甲醛作用生成的產(chǎn)物很可能又是新的污染物。
[0016]關(guān)于有機胺類與甲醛反應(yīng)的研究也比較多，但這些方法大多用于工業(yè)廢氣的治理。因為許多有機胺類有異味或者本身就是污染物，不適于用作室內(nèi)空氣凈化。市面上還有一種方法是通過化學膠狀物封閉甲醛，阻止甲醛的揮發(fā)來達到凈化空氣的目的。但是這一方法只能暫時把污染物封閉，甲醛等有害物質(zhì)不久又會再次釋放出來。
[0017]因此，現(xiàn)有空氣凈化技術(shù)和產(chǎn)品存在無法有效地長期去除揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等，具有作用效率低下，安全系數(shù)不高，極易造成二次污染等缺點。本領(lǐng)域存在對于能夠長期穩(wěn)定且高效地去除空氣中揮發(fā)性有害有機化合物的產(chǎn)品和技術(shù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]為了解決目前空氣凈化器無法有效地去除空氣中揮發(fā)性有害有機化合物，如甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等，提高空氣凈化器的作用效率及安全系數(shù)，避免造成二次污染，本發(fā)明提供了一種適用于室內(nèi)及車內(nèi)的高效安全的新型空氣凈化器，其能夠凈化空氣，特別是去除空氣中的揮發(fā)性有害有機化合物。
[0019]為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，首先對本發(fā)明所涉及的術(shù)語作如下定義:
[0020]本發(fā)明所用的術(shù)語“空氣中的有害污染物”是指空氣中存在的有害化合物以及存在的懸浮顆粒。有害化合物特別是指揮發(fā)性有害有機化合物。如本文所述，揮發(fā)性有害有機化合物例如常見于居室或車內(nèi)的甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯等，可通過本發(fā)明提供的空氣凈化器中的化學組合物經(jīng)化學反應(yīng)以及化學溶解及吸附去除；懸浮顆粒等則可通過本發(fā)明提供的空氣凈化器中的物理吸附劑去除。
[0021]本發(fā)明所用的術(shù)語“氨基型化學去除劑”是指含有基團-NH2或-NH-的有機化合物，其能夠通過在酸性、中性或堿性條件下與揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛發(fā)生化學反應(yīng)而去除甲醛。
[0022]本發(fā)明所用的術(shù)語“氧化劑型化學去除劑”是指可與空氣中存在的揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛進行氧化反應(yīng)，達到去除甲醛目的的化合物。
[0023]本發(fā)明所用的術(shù)語“化學吸收劑”是指一種有機化合物或多種有機化合物的混合物，按其化學及物理特性，利用溶解及吸附的方式對空氣中存在的揮發(fā)性有害有機化合物如甲醛、苯及苯系物如甲苯、二甲苯等進行溶解及吸附去除。
[0024]本發(fā)明所用的術(shù)語“保水劑”是指特定的有機或無機化合物，其能夠保持水份不易揮發(fā)，或吸收周圍空氣中的水份。
[0025]本發(fā)明所用的術(shù)語“硅油”是指一種不同聚合度的鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機硅氧烷。如:
甲基硅油、乙基硅油、辛基甲基硅油、苯基甲基硅油、甲基含氫硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、聚醚改性硅油等。
[0026]本發(fā)明所用的術(shù)語“動植物油”是指常見的經(jīng)過提煉或壓榨而成的動物油或植物油。如:牛油、豬油、羊油、魚油、蓖麻油、菜籽油、棉籽油、色拉油、花生油、棕櫚油、橄欖油等。
[0027]本發(fā)明所用的術(shù)語“雙羥基烷烴”是指含有兩個羥基的CV4烷烴。
[0028]本發(fā)明所用的術(shù)語“多羥基糖醇”是指含有三個或以上羥基的糖醇類化合物。
[0029]本發(fā)明提供的空氣凈化技術(shù)主要利用特定的化合物或化學組分，在一定條件下通過與空氣中存在的揮發(fā)性有害有機化合物進行化學反應(yīng)、和/或利用化學吸收劑對有害污染物的物理和化學溶解及吸附，實現(xiàn)去除室內(nèi)及車內(nèi)有害揮發(fā)性有害有機化合物，尤其是去除甲醛、苯及苯系物如甲苯及二甲苯。本發(fā)明提供的空氣凈化技術(shù)還結(jié)合常規(guī)的物理吸附作用，以去除空氣中存在的粉塵顆粒污染物?；诖?，發(fā)明人開發(fā)了空氣凈化及去除空氣中的有害污染物的新型空氣凈化器。
[0030]具體而言，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0031]本發(fā)明提供了一種化學和物理多組分組合物組成的適用于室內(nèi)及車內(nèi)高效安全的空氣凈化及去除空氣中的有害污染物的新型產(chǎn)品。具體而言，本發(fā)明提供了一種空氣凈化器，所述空氣凈化器具有空氣凈化劑組合物，所述空氣凈化劑組合物包含選自下述組合物中的一種或多種以去除空氣中的有害污染物:
[0032]組合物A，所述組合物A包含氨基型化學去除劑、任選的保水劑、任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水；
[0033]組合物B，所述組合物B包含氧化劑型化學去除劑、任選的保水劑、任選的弱堿性化合物和任選的水；
[0034]和組合物C，所述組合物C包含化學吸收劑和任選的水。
[0035]本發(fā)明的空氣凈化器可包含組合物A，以去除空氣中的揮發(fā)性有害有機化合物，如甲醛。優(yōu)選地，組合物A包含2%~60%氨基型化學去除劑、5%~60%任選的保水劑、0.5%~20%任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水，進一步優(yōu)選由2%~60%氨基型化學去除劑、5%~60%任選的保水劑、0.5%~20%堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水組成。
[0036]優(yōu)選地，所述組合物A包含2.5%~40%氨基型化學去除劑、8%~55%任選的保水劑、0.5%~15%任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水，進一步優(yōu)選由2.5%~38%氨基型化學去除劑、8%~55%任選的保水劑、0.5%~15%任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水組成。
[0037]具體而言，所述組合物A中的氨基型化學去除劑為含有基團-NH2或-NH-的化合物；
[0038]優(yōu)選地，所述氨基型化學去除劑為選自如結(jié)構(gòu)式⑴和(II)所示化合物中的一種
或多種:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種空氣凈化器，其特征在于，所述空氣凈化器具有空氣凈化劑組合物，所述空氣凈化劑組合物包含選自下述組合物中的一種或多種: 組合物A，所述組合物A包含氨基型化學去除劑、任選的保水劑、任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水； 組合物B，所述組合物B包含氧化劑型化學去除劑、任選的保水劑、任選的弱堿性化合物和任選的水；和 組合物C，所述組合物C包含化學吸收劑和任選的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物A包含2%~60%氨基型化學去除劑、5%~60%任選的保水劑、0.5%~20%任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水；優(yōu)選地，所述組合物A包含2.5%~40%氨基型化學去除劑、8%~55%任選的保水劑、0.5%~15%任選的堿性化合物或有機酸性化合物和任選的水； 其中，所述氨基型化學去除劑為含有基團-NH2或-NH-的化合物； 優(yōu)選地，所述氨基型化學去除劑為選自如結(jié)構(gòu)式(I)和(II)所示化合物中的一種或多種:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化器，其特征在于，所述氨基型化學去除劑為選自以下的一種或多種:
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物A中的保水劑為選自鹵化鹽、雙羥基烷烴、多羥基糖醇、丙烯酰胺-丙烯酸鹽交聯(lián)共聚物和淀粉接枝丙烯酸鹽交聯(lián)共聚物中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述保水劑為選自CaCl2、MgCl2U, 2-丙二醇、1，3-丙二醇、甲基丙二醇、丙三醇、赤蘚糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇、木糖醇和聚丙烯酰胺中的一種或多種； 進一步優(yōu)選地，所述保水劑為選自CaCl2、MgCl2、l，2-丙二醇、丙三醇和木糖醇中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物A中的堿性化合物為選自堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、有機酸鈉鹽和有機酸鉀鹽中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述堿性化合物為選自NaOH、KOH、Na2CO3^ K2CO3> NaHC03、KHCO3> K3PO4、馬尿酸鈉、馬尿酸鉀、谷氨酸鈉、谷氨酸鉀、甘氨酸鈉、甘氨酸鉀、酒石酸鈉、酒石酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、丙酮酸鈉和丙酮酸鉀中的一種或多種； 進一步優(yōu)選地，所述堿性化合物為選自Na0H、NaHC03、Na2C03、K2C03、谷氨酸鈉、甘氨酸鈉和酒石酸鈉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物A中的有機酸性化合物為選自乳酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸和檸檬酸中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述酸性化合物為乳酸和/或檸檬酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物B包含5%~30%氧化劑型化學去除劑、20%~70%任選的保水劑、0.5%~5%任選的弱堿性化合物和任選的水；優(yōu)選地，所述組合物B包含5%~27%氧化劑型化學去除劑、35%~65%任選的保水劑、0.6%~3.5%任選的弱堿性化合物和任選的水； 其中，所述氧化劑型化學去除劑為高錳酸鈉和/或高錳酸鉀； 優(yōu)選地，所述氧化劑型化學去除劑為高錳酸鉀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物B中的保水劑為選自鹵化鹽的一種或多種； 優(yōu)選地，所述保水劑為CaCl2和/或MgCl2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物B中的弱堿性化合物為選自堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、磷酸鹽和有機酸鹽中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述弱堿性化合物為選自Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、乙酸鈉、乙酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、丙酮酸鈉和丙酮酸鉀中的一種或多種； 進一步優(yōu)選地，所述弱堿性化合物為選自NaHC03、Na2C03和K2CO3中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述組合物C中的化學吸收劑為選自表面活性劑、環(huán)糊精、雙羥基烷烴、多羥基糖醇、硅油、生物柴油、動植物油、脂肪酸甘油酯和聚丙烯酯類中的一種或多種； 優(yōu)選地，所述表面活性劑為選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑中的一種或多種，所述硅油為選自甲基硅油、乙基硅油、辛基甲基硅油、甲基含氫硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油和聚醚改性硅油中的一種或多種，所述動植物油為選自鴨油、牛油、豬油、羊油、魚油、蓖麻油、菜籽油、棉籽油、色拉油、花生油、棕櫚油和橄欖油中的一種或多種； 進一步優(yōu)選地，所述非離子表面活性劑為選自吐溫(Tween )系列、司盤(Span )系列、OP系列、AEO系列中的一種或多種，所述陰離子表面活性劑為選自高級脂肪酸鹽和脂肪醇硫酸酯鹽中的一種或多種，所述硅油為選自甲基硅油、乙基硅油、辛基甲基硅油、甲基含氫硅油、甲基羥基硅油和乙基含氫硅油中的一種或多種，所述動植物油為選自鴨油、牛油、豬油、菜籽油、棉籽油和色拉油中的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求ι-?ο中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述空氣凈化劑組合物還包含物理吸附劑，所述物理吸附劑為選自活性炭、改性沸石、膨潤土、活性碳纖維、三氧化二鋁和二氧化硅中的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的空氣凈化器，其特征在于，所述空氣凈化器還具有動力裝置，所述動力裝置用于迫使空氣與所述組合物和物理吸附劑接觸。
【文檔編號】B01D53/02GK103801180SQ201310560993
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】史東方, 李雙雙 申請人:鎮(zhèn)江新元素醫(yī)藥科技有限公司