一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空氣凈化器，尤其是一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器，屬于 日常生活防護用品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲醛是目前居室的最大污染源。甲醛（分子式：HCHO)亦稱蟻醛，是最簡單的醛類， 通常情況下是一種可燃、無色及有刺激性的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛為較高毒性的物 質(zhì)，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強致 突變物之一。長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結(jié)腸癌、腦瘤、月經(jīng) 紊亂、細胞核的基因突變，DNA單鏈內(nèi)交連和DNA與蛋白質(zhì)交連及抑制DNA損傷的修復(fù)、妊 娠綜合癥、引起新生兒染色體異常、白血病，引起青少年記憶力和智力下降。在所有接觸者 中，兒童和孕婦對甲醛尤為敏感，危害也就更大，濃度更高時可引起惡心嘔吐，咳嗽胸悶，氣 喘、肺水腫、甚至?xí)⒓粗氯怂劳觥?br>[0003] 居室內(nèi)甲醛的主要來源是室內(nèi)裝修和購買家具。由于裝修和家具制造要使用大 量人造板材（如膠合板、大芯板、中纖板、刨花板、強化地板和復(fù)合木地板等），而生產(chǎn)人造 板需大量使用以甲醛為原料制造的膠粘劑，由于膠粘劑中的甲醛釋放期很長，一般長達15 年，導(dǎo)致甲醛成為室內(nèi)空氣中的主要污染物。
[0004] 為了消除室內(nèi)甲醛對人體的危害，需要選購適當(dāng)空氣凈化器來解決這個問題。所 謂空氣凈化器是一種能凈化空氣的一種工具。即通過自身的風(fēng)機或者外界的風(fēng)機使室內(nèi)的 空氣不斷經(jīng)過空氣凈化器，污濁的空氣在經(jīng)過凈化模塊時，通過活性炭網(wǎng)、高壓靜電、光催 化，電催化等技術(shù)，逐漸將空氣中的有毒氣體和顆粒物質(zhì)去除，最后干凈的空氣由出風(fēng)口送 出?？諝鈨艋靼凑諆艋夹g(shù)可分為物理吸附、光催化、化學(xué)絡(luò)合、負離子等技術(shù)。
[0005] 從市場現(xiàn)有空氣凈化器來看，去除甲醛的功能不盡人意，或多或少存在下列問題： 1、去除能力有限而且速度很慢，例如吸附劑吸附法；2、去除能力強但會引起環(huán)境的二次污 染，例如臭氧氧化法和化學(xué)絡(luò)合法；3、去除能力強但構(gòu)造復(fù)雜動力消耗大，成本高昂，例如 光催化法。
[0006] 金屬酞菁是一種結(jié)構(gòu)類似金屬卟啉，具有大π共軛結(jié)構(gòu)的化合物，它有很好的化 學(xué)穩(wěn)定性且可合成多種金屬酞菁衍生物，作為催化劑有很大的應(yīng)用前景。金屬酞菁負載到 載體上，可以實現(xiàn)金屬酞菁異相催化的優(yōu)點，活性碳纖維材料是一類可傳導(dǎo)電子的纖維材 料，同時具有較強的吸附作用。將金屬酞菁負載到活性碳纖維上，可以將甲醛高效吸附去 除，通過電催化可以原位分解甲醛，實現(xiàn)再生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述【背景技術(shù)】的不足，目的是提供一種能快速高 效去除甲醛并且環(huán)境友好、耗電低、快速高效去除甲醛的空氣凈化器。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0009] 一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器，包括殼體，殼體上方設(shè)有至少一個空氣進 氣口，殼體下方側(cè)面設(shè)有至少一個出氣口；殼體內(nèi)由上而下依次設(shè)置高效過濾層、鼓風(fēng)機、 高壓導(dǎo)管、安裝于高壓導(dǎo)管內(nèi)的空氣質(zhì)量檢測器和電催化凈化裝置，高壓導(dǎo)管一端與鼓風(fēng) 機相連，另一端連接單向?qū)忾y門A和單向?qū)忾y門B，單向?qū)忾y門B與電催化凈化裝置 的箱底相連，鼓風(fēng)機將外界空氣經(jīng)過高壓導(dǎo)管導(dǎo)入后，由單向?qū)忾y門B進入電催化凈化 裝置后從出氣口排出。
[0010] 所述電催化凈化裝置包括陽極平板、陰極平板、電催化液和細密金屬網(wǎng)，陰陽兩級 間距離為l-6cm。
[0011] 所述陽極平板為高純石墨，陰極平板為負載金屬酞菁催化劑的活性碳纖維，其外 部用細密金屬網(wǎng)固定。
[0012] 所述電催化凈化裝置的輸入電壓為4-20V，輸入電流5mA-2A。所述電催化液選用 硫酸鈉溶液，濃度為3-5 %。
[0013] 所述負載金屬酞菁催化劑的活性碳纖維，是含吡啶基團的改性碳纖維與金屬酞菁 之間是通過配位鍵方式結(jié)合，使用的金屬酞菁特征具有式1結(jié)構(gòu)，其中可以是錳、鐵、鈷、 鎳、銅過渡金屬離子；札、R 2、R3、R4分別為-H、-NH 2、-COOH、-N02、-NHCOCH3、-NHS03H、-SO 3H 中 的任意一種，
[0014]
【主權(quán)項】
1. 一種仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，包括殼體（13)，其特征在于；殼體（13)上方 設(shè)至少一個空氣進氣口，殼體（13)下方側(cè)面設(shè)至少一個出氣口巧）；殼體內(nèi)由上而下依次 設(shè)置高效過濾層（1)、鼓風(fēng)機（2)、高壓導(dǎo)管（3)、安裝于高壓導(dǎo)管（3)內(nèi)的空氣質(zhì)量檢測器 (4)和電催化凈化裝置，所述高壓導(dǎo)管連接單向?qū)忾y口 A (5)和單向?qū)忾y口 B化），單向 導(dǎo)氣閥口 B(6)與電催化凈化裝置的箱底相連，鼓風(fēng)機（2)將外界空氣經(jīng)過高壓導(dǎo)管（3)導(dǎo) 入后，由單向?qū)忾y口 B(6)進入電催化凈化裝置處理后從出氣口排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述電催化凈 化裝置包括陽極平板、陰極平板、電催化液（12)和細密金屬網(wǎng)（11)，陰陽兩級間距離為 l-6cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述陽極平板為 高純石墨（14)，陰極平板為負載金屬獻菁催化劑的活性碳纖維（10)，其外部用細密金屬網(wǎng) (11) 固定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述電催化凈化 裝置的輸入電壓為4-20V，輸入電流為5mA-2A。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述電催化液 (12) 選用硫酸鋼溶液，濃度為3-5%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述負載金屬獻 菁催化劑的活性碳纖維，是含化晚基團的改性碳纖維與金屬獻菁之間是通過配位鍵方式結(jié) 合，使用的金屬獻菁特征具有式1結(jié)構(gòu)，其中；M是鋪、鐵、鉆、鑲、銅過渡金屬離子；Ri、R2、R3、 R4分別為-H、-NH 2、-COOH、-N02、-NHCOCH3、-NHSO3H、-SO3H 中的任意一種，
所述的碳纖維直徑在0.2-20 ym之間，碳纖維形狀是長絲狀、短纖維狀W及短切纖維 狀的碳纖維或活性碳纖維；碳纖維是預(yù)氧絲、碳化絲、成品絲；所述負載的金屬獻菁質(zhì)量百 分數(shù)為0. 08-8%，負載的化晚基團的質(zhì)量分數(shù)為0. 2-15%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述負載金屬 獻菁催化劑的活性碳纖維的制備方法是；在反應(yīng)溫度為60-100°C的條件下，將碳纖維分散 于溶劑中，將充分溶解在溶劑中的4-氨基化晚和縮合劑加入其中，攬拌反應(yīng)2-48小時，反 應(yīng)完成后取出含化晚基團的改性碳纖維，分別使用反應(yīng)溶劑、N，N-二甲基甲酷胺、水、己
醇洗漆，80-100°C烘干得改性碳纖維；接著在反應(yīng)溫度為40-80°C的條件下，將改性碳纖維 分散于溶劑中，將充分溶解在溶劑中的金屬獻菁加入其中，攬拌反應(yīng)2-48小時，反應(yīng)完成 后取出負載有金屬獻菁的碳纖維，分別使用反應(yīng)溶劑、N，N-二甲基甲酷胺、水、己醇洗漆， 80-10(TC烘干得仿生催化碳纖維。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述負載金屬獻 菁催化劑的活性碳纖維的制備方法是；在反應(yīng)溫度為50-10(TC的條件下，將活性碳纖維分 散于溶劑中，將充分溶解在溶劑中二氨基二苯二硫離和縮合劑加入其中，攬拌反應(yīng)2-48小 時，反應(yīng)完成后取出負載有二苯二硫離的活性碳纖維，分別使用反應(yīng)溶劑、N，N-二甲基甲酷 胺、水、己醇、丙酬洗漆，60-100°C烘干得含二苯二硫離基團的改性活性碳纖維；接著在反應(yīng) 溫度為20-6(TC的條件下，將含二苯二硫離基團的改性活性碳纖維分散于溶劑中，將充分溶 解在溶劑中的=苯基麟加入其中，攬拌反應(yīng)2-12小時，反應(yīng)完成后取出，分別使用反應(yīng)溶 劑、N，N-二甲基甲酷胺、7長、己醇、丙酬洗漆，60-100°C烘干得含苯硫酪基團的改性活性碳纖 維；然后在反應(yīng)溫度為40-80°C的條件下，將含苯硫酪基團的改性活性碳纖維分散于溶劑 中，將充分溶解在溶劑中的金屬獻菁和有機堿加入其中，攬拌反應(yīng)2-48小時，反應(yīng)完成后 取出負載有金屬獻菁的活性碳纖維，分別使用反應(yīng)溶劑、N，N-二甲基甲酷胺、水、己醇洗漆， 20-10(TC烘干制得配位鍵合金屬獻菁的催化活性碳纖維。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述有機堿是己 醇胺、二己醇胺或=己胺。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述仿生催化去除甲醒的空氣凈化器，其特征在于所述縮合劑 是亞硝酸異戊醋；所述溶劑是；N，N-二甲基甲酷胺、二甲基亞諷、己膳、無水己醇、N-甲基化 咯燒酬、N，N-二甲基己酷胺或者四氨快喃。
【專利摘要】一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器，包括器體，器體上方設(shè)至少一個空氣進氣口，器體下方側(cè)面設(shè)至少一個出氣口；器體內(nèi)由上而下依次設(shè)置高效過濾層、鼓風(fēng)機、高壓導(dǎo)管、安裝于高壓導(dǎo)管內(nèi)的空氣質(zhì)量檢測器和電催化凈化裝置，所述高壓導(dǎo)管連接單向?qū)忾y門A和單向?qū)忾y門B，單向?qū)忾y門B與電催化凈化裝置的箱底相連，鼓風(fēng)機將外界空氣經(jīng)過高壓導(dǎo)管導(dǎo)入后，由單向?qū)忾y門B進入電催化凈化裝置處理后從出氣口排出。它采用的仿生電催化方法解決了傳統(tǒng)吸附法除甲醛的吸附飽和的問題，采用吸附富集和原位電催化方法去除甲醛，方法新穎，并且設(shè)計簡單，可以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，同時產(chǎn)品實用性強，能解人們的燃眉之急。
【IPC分類】B01J31-22, B01D53-72, B01D53-86, B01D53-02
【公開號】CN104587793
【申請?zhí)枴緾N201510001136
【發(fā)明人】諶興華, 呂汪洋, 王宇, 林承浩, 梁蘇亮, 張旭倩, 陳文興
【申請人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月3日