專利名稱：一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
針對凈化室內(nèi)空氣中甲醛的污染，已有水性無機(jī)粉狀功能性內(nèi)墻涂料(如HEB-Ol功能性內(nèi)墻涂料等)、脂溶性有機(jī)漆(如大寶漆等)、水溶性有機(jī)漆(如全效凈味立邦漆等)面市，其對室內(nèi)空氣中甲醛的凈化率分別為81. 5%,53. 7%和61. 5%，進(jìn)一步提高室內(nèi)空氣中甲醛的凈化率不僅是國內(nèi)外功能性內(nèi)墻涂料的發(fā)展趨勢與研究熱點，而且對維護(hù)人體健康具
有重要意義。為了提高室內(nèi)空氣中甲醛的凈化率，國內(nèi)外報道了許多甲醛凈化材料。利用對污染物進(jìn)行物理吸附的原理，提出活性碳、硅膠及沸石、活性碳纖維(ACF)等物理凈化材料，但其對低濃度和極低濃度的氨類、醛類、二氧化硫、二氧化氮等小分子量有害氣體的吸附指數(shù)較低，很難對其凈化；采用氧化、還原、離子交換以及光催化等化學(xué)反應(yīng)技術(shù)生產(chǎn)凈化材料，如二氧化鈦(TiO2)，由于TiO2的禁帶寬(Eg =3. 2eV)，導(dǎo)致其不能有效利用太陽光中的可見光部分，從而降低了其量子效率。借用植物、微生物和酶制劑等生物凈化材料分解有機(jī)物凈化室內(nèi)空氣中的污染物，如涂有STO康乃馨生態(tài)漆幾天就可以使室內(nèi)總體的有害揮發(fā)性化合物甲醛、甲苯、酮等下降80%以上；在24 h照明的條件下在I m3空氣中蘆薈去除了 90%的甲醛；常青藤去除了 90%的苯；龍舌蘭可吞食70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯；垂掛蘭能吞食96%的一氧化碳、86%的甲醛。此外，還報道了過硼酸鈉、次氯酸、過氧化氫等氧化劑，將甲醛氧化成甲酸，從而降低甲醛的釋放量；尿素、氨基脲等氨的衍生物和具有次甲基活潑氫(α-H)的化合物(如丙二酸二甲醋、乙酰乙酸甲酯、醇類、酚類)等親核試劑與醛類的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)，凈化甲醛等有害氣體；光和貴金屬等催化劑(如TiO2 , ZnO2、Fe2O3、CdS和WO3等)，催化甲醛與空氣中氧進(jìn)行反應(yīng)，生成二氧化碳和水；以及氨基化合物、酚類等生物質(zhì)甲醛捕捉劑，實現(xiàn)對甲醛的固定和捕捉。目前，已面市的TiO2-硅藻土、脂肪酸鋅、TiO2-硅藻土-脂肪酸鋅的甲醛的凈化劑，經(jīng)我們檢測，其對甲醛的凈化率分別為48. 1%、15. 9%,68. 4%。未見SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ與超細(xì)硅酸鋁粉末、硅藻土和膨潤土等配合而成新的高效凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物的文獻(xiàn)報道。白炭黑(SiO2 · ηΗ20)以較高的熱穩(wěn)定性、低表面張力、良好的耐候性、耐化學(xué)性，介電性和惰性等特性，廣泛應(yīng)用于諸如橡膠、涂料、醫(yī)藥、造紙、汽車、電氣、電子、織物涂布和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等多種專業(yè)領(lǐng)域。為了改善白炭黑在有機(jī)相中的分散性、相融性、耐久性(耐藥、耐光、耐熱、耐侯等)和表面活性等，從而提高白炭黑的附加值，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，人們采用醇酯化法、和有機(jī)硅化合物反應(yīng)、在粒子表面的聚合物接枝、和重氮甲烷反應(yīng)、和鹵素反應(yīng)、與氯化硅反應(yīng)、格利雅反應(yīng)等對白炭黑進(jìn)行改性。4-氨基-3-聯(lián)氨-5-琉基-1，2，4-三氮雜茂(AHMT)主要作為分光光度法測定甲醛含量的顯色劑。本發(fā)明以三甲基氯化硅((CH3)3SiCl)將SiO2 ·ηΗ20表面的多個OH基修飾為極少的活性-0H，再與AHMT的HS-反應(yīng)而生成SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物。SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ與超細(xì)硅酸鋁粉末、硅藻土和膨潤土等配合而成新的高效凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，能按一定比例與水性無機(jī)粉狀功能性涂內(nèi)墻料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆等配合用于內(nèi)墻涂覆，可將水性無機(jī)粉狀功能性內(nèi)墻涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆的室內(nèi)空氣中甲醛的凈化率可提高至90%以上。該組合物比TiO2-硅藻土、脂肪酸鋅、TiO2-硅藻土 -脂肪酸鋅提高甲醛凈化率的幅度大；按6. 4%(w/w)添加量，比HEB-Ol涂料(水性無機(jī)涂料)、大寶漆 (脂溶性有機(jī)漆)、全效凈味立邦漆(水溶性有機(jī)漆)空白樣的甲醛凈化率分別提高了 11. 3%、 40. 1%和29. 7%，具有廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物及其制備和使用方法， 旨在水性無機(jī)功能性內(nèi)墻涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆中應(yīng)用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案先對SiO2 · ηΗ20表面修飾，再合成 SiO2 · IiH2O-AHMT化合物，然后制備高效凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物。
一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物的組分及各組分的重量百分比為SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ50 60% ;超細(xì)硅酸鋁粉末(Na2O · Al2O3 · (2. 3-3. 2) SiO2 · ηΗ20) 15 20% ;硅藻土(SiO2 · nH20)10 15%;膨潤土 (含水鋁硅酸鹽礦物)2 5 %。
所述的組合物的有效組分是325目的SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ。
SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ的制備包括SiO2 · ηΗ20的表面修飾和SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物的合成兩個步驟。SiO2 · ηΗ20的表面修飾的具體步驟稱取2 kg在110°C下真空預(yù)活化270 min的SiO2 ·ηΗ20 (表面輕基數(shù)為I. 48個/nm2)置于三口燒瓶中，加入4 kg甲苯,加熱攪拌40min ;加入O. 5 kg (CH3)3SiCl和O. I kg水配制的混合處理劑，然后在90°C繼續(xù)加熱攪拌90min，控制其表面羥基數(shù)為O. 20個/ nm2,用乙醇洗滌3 4次；將樣品放入90°C 的真空干燥箱中烘干，研磨，即得表面修飾的SiO2 · nH20 ；Si02 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物的合成的具體步驟稱取I kg表面修飾的SiO2^nH2O，加2 L AHMT溶液，90 1加熱攪拌120 min, 過濾，水洗滌至中性,放入90°C的真空干燥箱中烘干，研磨，即得SiO2 ·ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物； 所述的AHMT溶液是將10. O g AHMT溶于I L的O. 5 mo I/L鹽酸中制得的。
所述的組合物的載體是15-30納米的超細(xì)硅酸鋁粉末、325目的硅藻土和325目的膨潤土。
在上述高效凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物中SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ的合成機(jī)理為 SiO2 ·ηΗ20表面含有孤立-OH基、連生-OH基和雙生-OH基等多種-OH基，其中孤立-OH基與雙生-OH基都沒有形成氫鍵，具有較高的活性。經(jīng)(CH3) 3SiCl處理，SiO2 ·ηΗ20分子僅剩余極少的活性-OH。此時，SiO2 ·ηΗ20分子中-OH能與AHMT的HS-反應(yīng)而生成SiO2 ·ηΗ20-ΑΗΜΤ 化合物
權(quán)利要求
1.一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于所述的組合物的組分及各組分的重量百分比為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于所述的組合物的組分及各組分的重量百分比為=SiO2 ·ηΗ20-ΑΗΜΤ60%、超細(xì)硅酸鋁粉末20%、硅藻土 15%、膨潤土 5% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于所述的組合物的有效組分是325目的SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于 SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ的制備包括SiO2 · ηΗ20的表面修飾和SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物的合成兩個步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于Si02*nH20的表面修飾的具體步驟稱取2 kg在110°C下真空預(yù)活化270 min的SiO2 ·ηΗ20置于三口燒瓶中，加入4 kg甲苯,加熱攪拌40min ;加入O. 5 kg (CH3) 3SiCl和O. I kg水配制的混合處理劑，然后在90°C繼續(xù)加熱攪拌90min，控制其表面羥基數(shù)為O. 20個/ nm2，用乙醇洗滌 3^4次；將樣品放入90°C的真空干燥箱中烘干，研磨，即得表面修飾的SiO2 · ηΗ20 ；SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物的合成的具體步驟稱取I kg表面修飾的SiO2 · ηΗ20，加2 L AHMT溶液，90 1加熱攪拌120 min，過濾，水洗滌至中性，放入90°C的真空干燥箱中烘干， 研磨，即得SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ化合物；所述的AHMT溶液是將10. O g AHMT溶于I L的O. 5 mo I/L鹽酸中制得的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物，其特征在于所述的組合物的載體是15-30納米的超細(xì)硅酸鋁粉末、325目的硅藻土和325目的膨潤土。
7.—種如權(quán)利要求I所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物的制備方法，其特征在于 SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ、超細(xì)硅酸鋁粉末、硅藻土和膨潤土經(jīng)粉碎、篩分、計量、攪拌、檢驗合格后， 即可計量、自動包裝、入倉保存。
8.—種如權(quán)利要求I所述的凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物的使用方法，其特征在于 所述的組合物能分別與水性無機(jī)粉狀功能性內(nèi)墻涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆配合，用于內(nèi)墻涂覆。SiO2 · ηΗ20-ΑΗΜΤ 超細(xì)硅酸鋁粉末娃藻土膨潤土.50 60% ； 15 20% ； 10 15% ；.2 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凈化室內(nèi)空氣中甲醛的組合物及其制備和使用方法，所述的組合物的組分及各組分的重量百分比為SiO2·nH2O-AHMT50～60％；超細(xì)硅酸鋁粉末15～20％；硅藻土10～15％；膨潤土2～5％。該組合物能分別與水性無機(jī)粉狀功能性內(nèi)墻涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆配合，用于內(nèi)墻涂覆，其特點是(1)本身無毒；(2)可分散于水性無機(jī)粉狀功能性涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆中，應(yīng)用廣；(3)對水性無機(jī)粉狀功能性內(nèi)墻涂料、脂溶性有機(jī)漆和水溶性有機(jī)漆的室內(nèi)空氣中甲醛的凈化率可提高至90％以上。本發(fā)明的制備和使用方法簡單，效果明顯，具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
文檔編號B01D53/72GK102936433SQ20121047407
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者劉佳銘, 葉飛, 朱文明 申請人:福建裕和皓月生物工程材料有限公司