本發(fā)明涉及一種新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料的基本配方與相應(yīng)的制備工藝，屬于吸附催化及空氣凈化
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：甲醛作為一種毒性較高的有機(jī)物質(zhì)，現(xiàn)已在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上高居于第二，已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源。甲醛因來(lái)源廣、毒性大、污染時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)成為繼“煤煙型”、“光化學(xué)煙霧”污染之后以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期。室內(nèi)環(huán)境是我們?nèi)粘Ｉ畹闹饕獔?chǎng)所，但是隨著甲醛等有機(jī)污染物通過(guò)室內(nèi)的建材裝飾、家具、油漆等緩慢釋放出來(lái)，含量已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，持續(xù)損害我們的身體健康，當(dāng)室內(nèi)空氣中的甲醛含量達(dá)到0.1mg/m3時(shí)就能讓人感到異味和不適，達(dá)到0.6mg/m3引發(fā)人體的頭痛、惡心、嘔吐、胸悶氣喘、肺水腫等癥狀，當(dāng)達(dá)到30mg/m3以上時(shí)可直接導(dǎo)致人體死亡。隨著人們對(duì)環(huán)保健康意識(shí)的不斷加強(qiáng)，能夠消除室內(nèi)空氣中甲醛等有機(jī)污染物的方法很受關(guān)注，催生出了很多降解室內(nèi)甲醛的方法。研究表明降低室內(nèi)甲醛最有效的辦法是在空調(diào)與空氣凈化器中安裝除甲醛催化材料，具有操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)勢(shì)，因此研究可用于空調(diào)與空氣凈化器中添加的除甲醛材料是解決去除室內(nèi)空氣中甲醛的的根本目的。在除甲醛催化材料方面，國(guó)內(nèi)外已有一些學(xué)者開展了研究工作：CN104147924A公開了一種新型光觸媒空氣凈化劑及制備方法，發(fā)明人采用納米二氧化鈦、活性炭、分散劑、氫氧化鈉等主要原料原料制成，然而相對(duì)應(yīng)日本光觸媒技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)工業(yè)生產(chǎn)，而且國(guó)內(nèi)光觸媒納米二氧化鈦產(chǎn)品魚目混雜，活性層次不一，此產(chǎn)品沒有較高的新意，不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。CN104117272A公開了一種除甲醛粉劑及其裝置，發(fā)明人采用活性炭為載體，加入尿素、甲殼素、茶葉萃取物等只要成分制成除甲醛粉劑，以及其相應(yīng)的裝置，然而并沒有公開檢測(cè)數(shù)據(jù)和甲醛去除率，真實(shí)性有待檢測(cè)。CN103706337A公開了一種除甲醛納米混合物及其制備方法，發(fā)明人采用光觸媒納米二氧化鈦、超吸附性石墨烯、納米負(fù)離子電氣石等主要原料，利用高分子聚合方法制備該除甲醛納米混合物，然而工藝繁瑣、原料成本高不利于工業(yè)生產(chǎn)。綜上所述，國(guó)內(nèi)外專利關(guān)于除甲醛材料的研究與方法，多數(shù)是在現(xiàn)有光觸媒納米二氧化鈦的基礎(chǔ)上，引入活性炭、金屬無(wú)機(jī)鹽等一些辦法來(lái)達(dá)到去除甲醛目的，以及用負(fù)氧離子離子材料來(lái)制備的除甲醛材料，但是各類除甲醛材料都具有以下兩個(gè)缺陷：①：盡管光催化、負(fù)氧離子材料可以部分達(dá)到除甲醛的要求，但對(duì)外部依賴性太強(qiáng)，必須有光與空氣流動(dòng)等條件，達(dá)不到條件的情況下不具備除甲醛的效果，而且具有周期短、容易失活、化學(xué)兼容性差、熱力學(xué)穩(wěn)定性低、生產(chǎn)工藝繁瑣不利于工業(yè)生產(chǎn)等缺陷。②：大多數(shù)除甲醛技術(shù)都是有光照的條件下消除室內(nèi)已經(jīng)釋放的甲醛，由于甲醛在室內(nèi)裝飾建材的持續(xù)釋放，使所有除甲醛材料不能對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行長(zhǎng)周期的凈化。③：由于各類除甲醛材料必須使用揮發(fā)性物質(zhì)，容易對(duì)室內(nèi)造成二次污染，在沒有消除的甲醛同時(shí)還會(huì)釋放出一些其他有害物質(zhì)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明涉及一種新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料的基本配方與相應(yīng)的制備工藝，屬于吸附催化及空氣凈化
技術(shù)領(lǐng)域：
。特征是以高比表面積的球狀、柱狀、顆粒狀或蜂窩狀納米抗菌劑為載體，添加一種或幾種有機(jī)物為主要活性組分，如甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、二甲基甲酰胺及二甲基乙酰胺等；摻雜一種或幾種貴金屬鹽為助劑，如錳、鐵、鈷、鋅、銀或銅的硝酸鹽、氯化鹽等;采用一步共沉淀工藝制備而成。該分解甲醛催化材料具有在無(wú)光照的條件下對(duì)室內(nèi)甲醛進(jìn)行快速捕捉、強(qiáng)效催化氧化的特點(diǎn)，并且能對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行強(qiáng)效殺菌作用。技術(shù)方案：根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面：一種無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料，包括有按重量份計(jì)的如下組分作為原料制備而成納米抗菌材料50～66%、貴金屬鹽1～12%、活性有機(jī)物30～42%所述的納米抗菌材料是指含銀聚合物材料。所述的納米抗菌材料中的聚合物可以選自聚酰胺、腈氯綸、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、纖維素、纖維素酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚烯烴、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等。所述的納米抗菌材料的形貌選自球狀、柱狀、顆粒狀或蜂窩狀。所述的納米抗菌材料均粒徑為20～50nm，比表面積為100～500m2/g。所述的納米抗菌材料對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等抑菌率為99.9%以上。所述的貴金屬鹽中的選自錳、鐵、鈷、鋅、銀或銅的硝酸鹽、氯化鹽等。所述的活性有機(jī)物選自酰胺類有機(jī)物。酰胺類有機(jī)物選自甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面：上述的催化材料的制備方法，包括如下步驟：第1步，先配置貴金屬鹽含量為10～15wt.%的水溶液，再將納米抗菌材料與水溶液混合，室溫下攪拌之后，經(jīng)過(guò)固液分離，顆粒物再經(jīng)烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；第2步，先配置浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑含量為60～75wt.%的漿液，再將活性有機(jī)物與漿液混合，室溫下攪拌之后，經(jīng)過(guò)固液分離，顆粒物再經(jīng)烘干后，制得催化劑成品。所述的第1步中，攪拌時(shí)間為6～12h；烘干溫度為100～150℃。所述的第2步中，攪拌時(shí)間為8～24h；烘干溫度為80～120℃。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面：上述方法制備得到的無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料。有益效果本發(fā)明制備的一種新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料與現(xiàn)有除甲醛材料相比較具有如下優(yōu)勢(shì)：①：該催化材料主要活性有機(jī)物價(jià)格低廉易得，制備的成品催化劑能在常溫?zé)o光照的條件下對(duì)甲醛等有機(jī)物進(jìn)行催化氧化，而且催化效果優(yōu)異、催化周期長(zhǎng)。②：該催化材料選用高比表面積的納米除菌劑要比納米二氧化鈦以及活性炭的比表面積要高、微孔更多，而且具有強(qiáng)效的殺菌滅菌作用，將室內(nèi)空氣的凈化于殺菌結(jié)合為一體。③：該催化材料添加少量的貴金屬來(lái)增強(qiáng)催化劑的捕捉及催化性能，使其能更有效捕捉室內(nèi)低濃度的游離甲醛。④：該催化材料的活性組分粒徑小、分散均勻、工作周期長(zhǎng)、催化氧化效率高、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，易于工業(yè)大批量生產(chǎn)。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供的新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料，包括有按重量份計(jì)的如下組分作為原料制備而成：納米抗菌材料50～66%、貴金屬鹽1～12%、活性有機(jī)物30～42%。所述的納米抗菌材料是指含銀聚合物材料。所述的納米抗菌材料中的聚合物可以選自聚酰胺、腈氯綸、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、纖維素、纖維素酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚烯烴、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等。所述的納米抗菌材料的形貌選自球狀、柱狀、顆粒狀或蜂窩狀。例如：可以采用聚丙烯腈微球與銀前驅(qū)體混合后，再用溶膠凝膠法、還原步驟制備得到載銀的聚合物微球，銀含量可以是在5～25wt%之間。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，納米抗菌材料均粒徑為20～50nm，比表面積為100～500m2/g；的納米抗菌材料對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等抑菌率為99.9%以上。上述的貴金屬鹽中的選自錳、鐵、鈷、鋅、銀或銅的硝酸鹽、氯化鹽等。上述的活性有機(jī)物選自酰胺類有機(jī)物，例如：甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺。上述的催化材料的制備方法，包括如下步驟：第1步，先配置貴金屬鹽含量為10～15wt.%的水溶液，再將納米抗菌材料與水溶液混合，室溫下攪拌之后，經(jīng)過(guò)固液分離，顆粒物再經(jīng)烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；第2步，先配置浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑含量為60～75wt.%的漿液，再將活性有機(jī)物與漿液混合，室溫下攪拌之后，經(jīng)過(guò)固液分離，顆粒物再經(jīng)烘干后，制得催化劑成品。實(shí)施例1取載銀聚丙烯腈微球抗菌材料（比表面積450m2/g，平均粒徑30nm）55g，另取氯化鋅5g，溶于水中配置為含量為10wt.%的鹽溶液，將抗菌材料與鹽溶液混合，攪拌時(shí)間為12h后，再濾出固體物，烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；烘干溫度為150℃；將浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑配置為含量為75wt.%的漿料，再加入活性有機(jī)物乙酰胺40g，攪拌時(shí)間為24h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑成品；烘干溫度為120℃。實(shí)施例2取載銀聚丙烯腈微球抗菌材料（比表面積300m2/g，平均粒徑20nm）50g，另取硝酸鐵12g，溶于水中配置為含量為12wt.%的鹽溶液，將抗菌材料與鹽溶液混合，攪拌時(shí)間為6h后，再濾出固體物，烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；烘干溫度為100℃；將浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑配置為含量為60wt.%的漿料，再加入活性有機(jī)物乙酰胺4g，攪拌時(shí)間為8h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑成品；烘干溫度為80℃。實(shí)施例3取載銀聚丙烯腈微球抗菌材料（比表面積400m2/g，平均粒徑30nm）66g，另取氯化錳1g，溶于水中配置為含量為10wt.%的鹽溶液，將抗菌材料與鹽溶液混合，攪拌時(shí)間為7h后，再濾出固體物，烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；烘干溫度為110℃；將浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑配置為含量為70wt.%的溶液，再加入活性有機(jī)物乙酰胺6g，攪拌時(shí)間為20h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑成品；烘干溫度為90℃。實(shí)施例4與實(shí)施例3的區(qū)別在于：在鹽溶液中還加入了0.4g聚乙烯醇。取載銀聚丙烯腈微球抗菌材料（比表面積400m2/g，平均粒徑30nm）66g，另取氯化錳1g，溶于水中配置為含量為10wt.%的鹽溶液，并在鹽溶液中加入0.4g聚乙烯醇，將抗菌材料與鹽溶液混合，攪拌時(shí)間為7h后，再濾出固體物，烘干后，得到浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑；烘干溫度為110℃；將浸漬無(wú)機(jī)助劑的納米抗菌劑配置為含量為70wt.%的溶液，再加入活性有機(jī)物乙酰胺6g，攪拌時(shí)間為20h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑成品；烘干溫度為90℃。對(duì)照例1與實(shí)施例3的區(qū)別在于：金屬鹽溶液和活性有機(jī)物溶液的浸漬順序相反。取載銀聚丙烯腈微球抗菌材料（比表面積400m2/g，平均粒徑30nm）66g，配置為含量為70wt.%的漿料，再加入活性有機(jī)物乙酰胺6g，攪拌時(shí)間為20h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑成品；烘干溫度為90℃，得到固體顆粒；另取氯化錳1g，溶于水中配置為含量為10wt.%的鹽溶液，將固體顆粒與鹽溶液混合，攪拌時(shí)間為7h后，再濾出固體物，烘干后，得到催化劑；烘干溫度為110℃。效果評(píng)價(jià)本發(fā)明制備的新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料主要實(shí)施方式為將其制成模塊應(yīng)用于空調(diào)于空氣凈化器中，來(lái)達(dá)到除甲醛的目的。本發(fā)明分析評(píng)價(jià)方法為：取填充有該新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料的模塊20g，將其拼裝與只具有這一種除甲醛模塊的空氣凈化器中，其空氣凈化器的進(jìn)風(fēng)速度調(diào)為1.5m/s，風(fēng)量調(diào)為30m2/h，房間體積約100m3，在環(huán)境溫度為（25±2）℃，環(huán)境濕度為（50±10）%RH，甲醛起始濃度為30mg/m3，每60min采樣一次，觀察10h內(nèi)甲醛的衰減量。另外，再依照同樣的方法測(cè)定該催化材料對(duì)于氨、苯的分解率（30mg/m3），如果如下：實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)照例110h衰減量（甲醛）98.2%97.5%97.5%99.1%74.5%10h衰減量（氨）95.2%95.7%96.1%96.5%68.7%10h衰減量（苯）94.5%94.5%94.6%95.2%65.9%以上可以看出，本發(fā)明制備的新型無(wú)光照快速?gòu)?qiáng)效分解甲醛催化材料在10h內(nèi)，對(duì)甲醛的催化氧化率可達(dá)到99%以上，以相同的實(shí)驗(yàn)條件測(cè)定氨、苯對(duì)各類有毒揮發(fā)性有機(jī)物，可知該催化劑對(duì)氨、苯等有毒有害有機(jī)物在10h內(nèi)催化氧化可達(dá)到95%，而且對(duì)各類室內(nèi)有害微生物殺滅率可達(dá)到99%。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3