可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空氣凈化材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣凈化材料及其制備方法，特別涉及一種可同時(shí)除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空氣凈化材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人們每天平均大約有80%以上的時(shí)間在室內(nèi)度過，室內(nèi)空氣質(zhì)量與人體健康的關(guān)系相當(dāng)密切。近年來，室內(nèi)環(huán)境污染問題日益突出，危害人體健康，降低生活質(zhì)量，影響工作效率、降低人體免疫力。
[0003]室內(nèi)環(huán)境污染比較突出的污染物就是甲醛和乙醛，室內(nèi)常用的地板革、地板磚、化纖地毯、塑料壁紙、絕熱材料、脲一甲醛樹脂粘合劑以及用該粘合劑粘制成的纖維板、膠合板等做成的家具等等都能釋放甲醛。乙醛在家庭往往容易被忽視，乙醛和乙酸大量存在于香煙燃燒產(chǎn)生的氣體中間，日本的JEM1467-95標(biāo)準(zhǔn)中香煙燃燒產(chǎn)生的尾氣乙醛和乙酸就是兩個(gè)重要檢測(cè)項(xiàng)目。乙醛低濃度引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀及支氣管炎；高濃度吸入尚有麻醉作用，表現(xiàn)有頭痛、嗜睡、神志不清及支氣管炎、肺水腫、腹瀉、蛋白尿肝和心肌脂肪性變。乙酸是具有腐蝕性的，其蒸汽對(duì)眼和鼻有刺激性作用，對(duì)雄性生育指數(shù)有影響。
[0004]氨氣，Ammonia，NH3，無色氣體。有強(qiáng)烈的刺激氣味可由氮和氫直接合成而制得，能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入過多，能引起肺腫脹，以至死亡。氨氣揮發(fā)到大氣中會(huì)引發(fā)酸雨，而隨著降雨又會(huì)沉積于水體或土壤中造成植物富營(yíng)養(yǎng)化或改變生態(tài)結(jié)構(gòu)，從而影響生物的多樣性?，F(xiàn)今氨氣污染是越來越嚴(yán)重，氨氣排放得不到有效控制，對(duì)人們的生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重的影響。在我國(guó)農(nóng)村由于耕作、積肥和施肥的傳統(tǒng)方式，以及現(xiàn)階段生活水平和有關(guān)設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r造成了比較嚴(yán)重的氨氣惡臭污染。而我國(guó)城市人口集中，工業(yè)發(fā)展迅速和落后的生產(chǎn)工藝、設(shè)備，使得工業(yè)尾氣氨的排放得不到較好控制，導(dǎo)致氨氣污染。另外，污水處理廠以及水環(huán)境中氨污染也是越來越嚴(yán)重；以及室內(nèi)空氣中氨污染主要來自室內(nèi)裝飾材料，家具涂飾時(shí)所用的添加劑和增白劑大都使用氨水，以及高堿混凝土膨脹劑、含尿素的混凝土防凍劑都會(huì)釋放氨氣，因而，面對(duì)日益嚴(yán)峻的氨氣污染問題，需要著重解決生活和工業(yè)氨氣污染的問題，力求在現(xiàn)有的物力、財(cái)力條件允許的情況下，開發(fā)除氨材料，以有效解決氨氣污染問題。
[0005]而現(xiàn)有的空氣凈化材料一般只能除其中的一種或兩種氣體，范圍比較窄，效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的空氣凈化材料；本發(fā)明同時(shí)還要提供一種空氣凈化材料的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，所得空氣凈化材料可同時(shí)去除甲醛、乙醛、乙酸和氨，且均有較好的去除效果。
[0007]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是:
一種可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空氣凈化材料的制備方法，將空氣凈化材料載體進(jìn)行酸化處理，水洗烘干后制得酸化的空氣凈化材料載體，將水、氯化羥胺、六次甲基四胺、殼聚糖、乳清酸按質(zhì)量比10:0.5-1.0:0.2-0.4:0.05-0.12:0.1-0.3混溶制得混溶溶液，將所述酸化的空氣凈化材料載體浸漬于所述混溶溶液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后烘干，即得所述空氣凈化材料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案，所述的空氣凈化材料載體，可以是活性炭、氧化鋁、硅膠、多孔分子篩、硅藻土、陶瓷等中的任意一種，優(yōu)選地，所述的空氣凈化材料載體是活性炭或氧化鋁。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案，所述空氣凈化材料載體在酸溶液中進(jìn)行酸化處理，所述酸溶液是鹽酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液、碳酸溶液中的一種，所述酸溶液的體積濃度為0~50%，酸化處理時(shí)間為l~12h。優(yōu)選地，用磷酸溶液進(jìn)行酸化處理，磷酸溶液濃度20-35%，處理時(shí)間2-4h。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案:配制所述混溶溶液時(shí)，將氯化羥胺、六次甲基四胺、殼聚糖和乳清酸加入到水中，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆烊?，所述的混溶溶液中，氯化羥胺的濃度為50~100g/L，六次甲基四胺的濃度為20~40g/L，殼聚糖的濃度為5~12g/L，乳清酸的濃度為10~30g/L。
[0011]優(yōu)選地，所述反應(yīng)在溫度0~40°C下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2~3h，反應(yīng)在攪拌條件下進(jìn)行。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，可以使反應(yīng)在溫度25°C下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2h。
[0012]優(yōu)選地，酸化的空氣凈化材料和混溶溶液反應(yīng)后在溫度90~1 10C下進(jìn)行烘干。
[0013]本發(fā)明采取的又一技術(shù)方案是:一種由上述的制備方法制備得到的可去除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空氣凈化材料。
[0014]優(yōu)選地，所述空氣凈化材料為直徑為2~4mm的柱形顆粒或球形顆粒。
[0015]更優(yōu)選地，空氣凈化材料的比表面積為200~1300m2/g，堆積密度為0.4-0.75g/ml。
[0016]由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的空氣凈化材料具有良好的甲醛吸附效果，特別是對(duì)低濃度的甲醛仍然有較好的去除效果，此外其還具有較好的去除乙醛、乙酸和氨的效果，可同時(shí)去除甲醛、乙醛、乙酸和氨氣，使用方便而且制備工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0018]以下實(shí)施例中空氣凈化材料采取如下測(cè)試方法進(jìn)行評(píng)價(jià):
(O甲醛去除率:將空氣凈化材料樣品倒出攪拌均勻，稱60克裝入已備好的注塑框架中，保證密閉性良好，然后裝入凈化機(jī)中，用塑料袋罩住整個(gè)凈化機(jī)；最后在Im3箱體中注入一定量的檢測(cè)溶液，加熱9分鐘使之完全揮發(fā)(同時(shí)開啟攪拌風(fēng)機(jī))后，關(guān)閉加熱器，抽樣測(cè)其初始濃度，之后撤去凈化機(jī)上的塑料袋，開啟凈化風(fēng)機(jī)并開始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘后的凈化情況。
[0019]實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)25 ±2 °C
測(cè)試儀器:1m3有機(jī)玻璃箱、攪拌風(fēng)機(jī)、溫濕度計(jì)、亞都-1005AH凈化機(jī)、美國(guó)InterScan公司的4160甲醛分析儀。
[0020](2)乙醛去除率:將空氣凈化材料樣品倒出攪拌均勻，稱60克裝入已備好的注塑框架中，保證密閉性良好，然后裝入凈化機(jī)中，用塑料袋罩住整個(gè)凈化機(jī)；最后在lm3箱體中注入一定量的檢測(cè)溶液，加熱9分鐘使之完全揮發(fā)(同時(shí)開啟攪拌風(fēng)機(jī))后，關(guān)閉加熱器，抽樣測(cè)其初始濃度，之后撤去凈化機(jī)上的塑料袋，開啟凈化風(fēng)機(jī)并開始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘后的凈化情況。
[0021]實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)25 ±2 °C
測(cè)試儀器:1m3有機(jī)玻璃箱、攪拌風(fēng)機(jī)、溫濕度計(jì)、亞都-1005AH凈化機(jī)、日本GASTEC乙醛檢測(cè)管、日本GASTEC采樣器。
[0022](3)乙酸去除率:將空氣凈化材料樣品倒出攪拌均勻，稱60克裝入已備好的注塑框架中，保證密閉性良好，然后裝入凈化機(jī)中，用塑料袋罩住整個(gè)凈化機(jī)；最后在Im3箱體中注入一定量的檢測(cè)溶液，加熱9分鐘使之完全揮發(fā)(同時(shí)開啟攪拌風(fēng)機(jī))后，關(guān)閉加熱器，抽樣測(cè)其初始濃度，之后撤去凈化機(jī)上的塑料袋，開啟凈化風(fēng)機(jī)并開始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘后的凈化情況。
[0023]實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)25 ±2 °C
測(cè)試儀器:1m3有機(jī)玻璃箱、攪拌風(fēng)機(jī)、溫濕度計(jì)、亞都-1005AH凈化機(jī)、日本GASTEC乙酸檢測(cè)管、日本GASTEC采樣器。
[0024](4)氨去除率:將空氣凈化材料樣品倒出攪拌均勻，稱60克裝入已備好的注塑框架中，保證密閉性良好，然后裝入凈化機(jī)中，用塑料袋罩住整個(gè)凈化機(jī)；最后在lm3箱體中注入一定量的檢測(cè)溶液，加熱9分鐘使之完全揮發(fā)(同時(shí)開啟攪拌風(fēng)機(jī))后，關(guān)閉加熱器，抽樣測(cè)其初始濃度，之后撤去凈化機(jī)上的塑料袋，開啟凈化風(fēng)機(jī)并開始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘后的凈化情況。
[0025]實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)25±2°C
測(cè)試儀器:1m3有機(jī)玻璃箱、攪拌風(fēng)機(jī)、溫濕度計(jì)、亞都-1005AH凈化機(jī)、日本GASTEC氨檢測(cè)管、日本GASTEC采樣器。
[0026]實(shí)施例1
本實(shí)例提供一種空氣凈化材料，其依次通過如下步驟制備:
(1)、選用球狀氧化鋁作為空氣凈化材料載體，將氧化鋁置入25%體積濃度的磷酸溶液中進(jìn)行酸化處理2h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的球狀氧化鋁備用；
(2)、將水、氯化羥胺、六次甲基四胺、殼聚糖、乳清酸按質(zhì)量比10:0.6:0.3:0.1:0.2混合，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆烊苤频没烊苋芤?，再將所述已酸化的球狀氧化鋁浸漬于上述混溶溶液中，在溫度0~40°C下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)3h;
(3)、在溫度100~110°C下進(jìn)行烘干處理，即得所述空氣凈化材料。該空氣凈化材料為球形顆粒狀，顆粒直徑為2~3mm;該空氣凈化材料的比表面積為200~350m 2/g，堆積密度為
0.65—0.75g/ml。
[0027]經(jīng)上述測(cè)試方法對(duì)該空氣凈化材料進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果如下:甲醛初始濃度C。為
1.1Oppm, 30分鐘終止?jié)舛菴 3。為0.27ppm，甲醛去除率為75.5%;乙醛初始濃度C 0為10.5ppm，30分鐘終止?jié)舛菴 3。為3ppm，乙醛去除率為71.4%;乙酸初始濃度C。為9ppm，30分鐘終止?jié)舛菴3。為2.5ppm，乙酸去除率為72.2%;氨初始濃度C。為10.5ppm，30分鐘終止?jié)舛菴3。為2ppm，氨去除率為81.0%。
[0028]實(shí)施例2
本實(shí)例提供一種空氣凈化材料，其依次通過如下步驟制備:
(1)、選用球狀氧化鋁作為空氣凈化材料載體，將氧化鋁置入30%體積濃度的磷酸溶液中進(jìn)行酸化處理3h，水洗至水溶液PH值大于6后放入烘箱中烘干后制得已酸化的球狀氧化鋁備用；
(2)、將水、氯化羥胺、六次甲基四胺、殼聚糖、乳清酸按質(zhì)量比10:0.8:0.2:0.08:0.25混合，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆烊苤频没烊苋芤海賹⑺鲆阉峄乃銮驙钛趸X浸漬于上述混溶溶液中，在溫度0~40°C下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)3h;
(3)、在溫度100~110°C下進(jìn)行烘干處理，即得所述空氣凈化材料。該空氣凈化材料為球形顆粒狀，顆粒直徑為2~3mm;該空氣凈化材料的比表面積為200~350m 2/g，堆積密度為
0.65—0.75g/ml。
[0029]經(jīng)上述測(cè)試方法對(duì)該空氣凈化材料進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果如下:甲醛初始濃度C。為
1.25??111，30分鐘終止?jié)舛?:3。為0.23ppm，甲醛去除率為81.6%;乙醛初始濃度C。為lOppm，30分鐘終止?jié)舛菴 3。為2ppm，乙醛去除率為80.0%;乙酸初始濃度C。為lOppm，30分鐘終止?jié)舛菴3。為1.5ppm，乙酸去除率為85.0%;氨初始濃度C。為12ppm，30分鐘終止?jié)舛菴 3。為2ppm，氣去除率