本發(fā)明屬于甲醛吸附領(lǐng)域，具體涉及一種甲醛去除劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
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隨著人民生活質(zhì)量的提高，購置新家具、裝飾裝修在現(xiàn)實生活中出現(xiàn)的頻率越來越高。裝飾裝修和家具中使用了大量的各類人工造板，如膠合板、細(xì)木板、中密度纖維板和刨花板等，而這些人造板大部分使用了甲醛系的膠黏劑，其主要是酚醛樹脂和脲醛樹脂膠黏劑，長遠(yuǎn)存在甲醛釋放問題，成為了室內(nèi)空氣甲醛的污染源。此外，這些人造板的甲醛釋放量雖然在一定時間內(nèi)會緩慢下降，但是其釋放周期比較長，長達3-15年。人造板以外的其他一些裝飾材料，如墻布、地毯等在制造時也使用了甲醛系膠黏劑，也有一定的甲醛釋放量；甲醛在紡織行業(yè)主要用作纖維制品的染色助劑以及用于制造樹脂整理劑，因此，服裝、被褥等紡織品也會釋放甲醛。
甲醛又稱蟻醛，通常情況下是一種可燃、無色及有刺激性的氣體，廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、合成纖維、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、燃料等領(lǐng)域，也被稱為“萬能的化工原料”。
甲醛為較高毒性的物質(zhì)，對眼、粘膜和呼吸道都有刺激作用，而且，甲醛會引起慢性呼吸道疾病、過敏性鼻炎、免疫功能也下降等，從而，導(dǎo)致睡眠不安。此外，甲醛會導(dǎo)致嬰兒智力下降、腦神經(jīng)損傷、免疫力下降、貧血、白血病等；導(dǎo)致老年人鬧中風(fēng)、心胸血管疾病和呼吸道疾病腦瘤，老年癡呆癥、致癌；導(dǎo)致婦女造成畸胎、流產(chǎn)、胎兒胸部發(fā)育受損、先天性心臟疾病以及胎兒先天缺陷等。因此，去除甲醛污染，凈化室內(nèi)空氣越來越引起人們的重視。
如何快速去除甲醛，徹底凈化室內(nèi)空氣已經(jīng)成為了人們的焦點。目前，除甲醛的技術(shù)主要有物理吸附、光觸媒和化學(xué)反應(yīng)三種方法。
1.物理吸附
如今，物理吸附法去除甲醛主要技術(shù)是利用活性炭表面的巨大的面積和復(fù)雜的多空結(jié)構(gòu)對空氣中的甲醛、苯以及苯系物有一定的吸附作用。然而，活性炭對污染物的吸附能力有限，而且，吸附飽和后，會使污染物逆釋放，因此，單純利用此技術(shù)不能高效去除甲醛。
2.光觸媒
光觸媒技術(shù)是近幾年發(fā)展較快、研究較多的新技術(shù)。光觸媒除醛原材料主要是納米二氧化鈦，納米二氧化鈦分布在基材表面，在紫外光線作用下，產(chǎn)生強烈氧化催化降解功能。但是，光觸媒對污染物的降解能力是基于紫外光線的要求，日常的可見光光線不足激發(fā)其氧化活性，因此，其與甲醛的反應(yīng)條件比較苛刻，難以快速去除空氣中的甲醛。
3.化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)除醛原理是利用活性小分子或高分子活性基團與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的高分子聚合物，從而達到清除甲醛目的。此方法可以快速去除空氣中的游離甲醛或家具內(nèi)部甲醛，但是，由于其原料一般有氨水、二氧化氯、亞硫酸鈉等化學(xué)試劑，會使室內(nèi)造成二次污染，生成的物質(zhì)不穩(wěn)定及其容易反彈釋放甲醛，對室內(nèi)空氣凈化不徹底。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種甲醛去除劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的甲醛去除劑不僅可以應(yīng)用于去除新裝修房內(nèi)的游離甲醛，而且，可以作為功能助劑添加到水性內(nèi)墻涂料中。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種甲醛去除劑，其特征在于，包括以下重量份的原料：水80～90份、弱酸類化合物1～5份、甲殼素衍生物2～10份和茶葉提取物1～5份。
本發(fā)明以親核加成反應(yīng)原理，以茶葉提取物快速吸收，具有生物相容性的弱酸為催化劑，再以天然高分子側(cè)鏈上的氨基與甲醛聚合反應(yīng)，從而快速清除室內(nèi)的游離甲醛，不僅解決了光觸媒反應(yīng)條件苛刻，同時解決了化學(xué)試劑帶來的二次污染問題。
所述的弱酸類化合物優(yōu)選為乳酸或醋酸。
所述的水為去離子水。
優(yōu)選，所述的茶葉提取物選自茶黃素、茶多酚、茶多糖和茶皂素中的一種或多種。
所述的甲殼素衍生物優(yōu)選為脫乙酰甲殼素或接枝改性甲殼素。
所述的脫乙酰甲殼素的脫乙酰度大于或等于90％。
本發(fā)明的第二個目的是提供上述的甲醛去除劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)按甲醛去除劑中所需重量份分別稱取水、弱酸類化合物、甲殼素衍生物和茶葉提取物；2)將所需重量份的弱酸類化合物溶于水中得到弱酸溶液，所述的弱酸類化合物與水的質(zhì)量比為1～5:50～60；3)將所需重量份的甲殼素衍生物溶于弱酸溶液中得到甲殼素衍生物溶液；4)將所需重量份的茶葉提取物溶于余下的水中得到茶葉提取物溶液；5)將甲殼素衍生物溶液和茶葉提取物溶液混合均勻得到甲醛去除劑。
所述的弱酸溶液的pH值優(yōu)選為3.0～5.0。
本發(fā)明的第三個目的是提供上述的甲醛去除劑在去除甲醛中應(yīng)用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
1.本發(fā)明所用的脫乙酰甲殼素或接枝改性甲殼素，其分子側(cè)鏈上有大量的氨基，在弱酸條件下，氨基能捕捉甲醛發(fā)生親核加成反應(yīng)，反應(yīng)完全、效率高而且生成的化合物無毒無害，性質(zhì)穩(wěn)定，不反彈釋放甲醛。
2.本發(fā)明所使用的原料均屬于天然環(huán)保型，對人體完全無毒無害，不會給室內(nèi)的空氣帶來二次污染。
3.本發(fā)明的制備方法簡單，使用方便。
4.本發(fā)明的甲醛去除劑的反應(yīng)條件溫和，常壓，20℃～35℃條件下就能快速與甲醛反應(yīng)。
具體實施方式：
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。
實施例1：
1)分別稱取80kg去離子水、1kg乳酸、2kg脫乙酰甲殼素和1kg茶多酚；
2)將1kg乳酸加入到50kg去離子水中，攪拌均勻，得到弱酸溶液；
3)將2kg脫乙酰甲殼素(脫乙酰度大于或等于90％)加入到步驟1)的弱酸溶液中，60℃攪拌至完全溶解，冷卻至室溫，得到甲殼素衍生物溶液；
4)將1kg茶多酚加入到30kg去離子水中，室溫攪拌至完全溶解，得到茶葉提取物溶液；
5)將步驟3)的甲殼素衍生物溶液和步驟4)的茶葉提取物溶液混合，攪拌均勻，得到甲醛去除劑，密封保存。
實施例2：
1)分別稱取90kg去離子水、5kg醋酸、10kg接枝改性甲殼素、1kg茶黃素、2kg茶多糖和2kg茶皂素；
2)將5kg醋酸加入到60kg去離子水中，攪拌均勻，得到弱酸溶液；
3)將10kg接枝改性甲殼素(雙胍基改性甲殼素)加入到步驟1)的弱酸溶液中，60℃攪拌至完全溶解，冷卻至室溫，得到甲殼素衍生物溶液；
4)將1kg茶黃素、2kg茶多糖和2kg茶皂素加入到30kg去離子水中，室溫攪拌至完全溶解，得到茶葉提取物溶液；
5)將步驟3)的甲殼素衍生物溶液和步驟4)的茶葉提取物溶液混合，攪拌均勻，得到甲醛去除劑，密封保存。
實施例3：甲醛去除劑與甲醛發(fā)生反應(yīng)實驗(室內(nèi)溫度25℃)
1.分別將20mL實施例1和2制備的甲醛去除劑加入到50mL燒杯中；
2.向甲醛去除劑的燒杯中緩慢滴加2mL的36％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的甲醛溶液；
3.將燒杯中的混合液攪拌均勻，靜置15分鐘；
4.燒杯中溶液生成了立體膠狀物；
5.生成膠狀物的原因是甲醛去除劑中的甲殼素衍生物側(cè)鏈上的氨基與甲醛發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，線性高分子被交聯(lián)稱體型高分子化合物，體型高分子化合物不具有溶解性，剛性強，流動性差，經(jīng)長期的觀察，其穩(wěn)定性強，不再降解反彈釋放甲醛。
實施例4：甲醛去除劑與甲醛發(fā)生反應(yīng)實驗(室內(nèi)溫度35℃)
1.分別將20mL實施例1和2制備的甲醛去除劑加入到50mL燒杯中；
2.向甲醛去除劑的燒杯中緩慢滴加3mL的40％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的甲醛溶液；
3.將燒杯中的混合液攪拌均勻，靜置30分鐘；
4.燒杯中溶液生成了立體膠狀物；
5.生成膠狀物的原因是甲醛去除劑中的甲殼素衍生物側(cè)鏈上的氨基與甲醛發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，線性高分子被交聯(lián)稱體型高分子化合物，體型高分子化合物不具有溶解性，剛性強，流動性差，經(jīng)長期的觀察，其穩(wěn)定性強，不再降解反彈釋放甲醛。
實施例5：甲醛去除劑于立體空間內(nèi)去除甲醛效率的測試
1.分別將100mL的實施例1與實施例2制備的甲醛去除劑均勻地涂刷到四塊500mm×500mm玻璃板(厚度4～6mm)的一個表面，室內(nèi)環(huán)境中干燥24h，得試驗樣板；
2.將制備好的試驗樣板和空白玻璃板分別放入樣品艙和對比艙中，每個艙內(nèi)放置四塊板于樣品架上，樣板涂刷樣品的一面朝向艙中心放置；
3.將一玻璃平血放入實驗艙的底部，密閉實驗艙，然后用微量注射器取3μL分析純甲醛，通過注射孔滴在玻璃平血內(nèi)，密閉注射孔；
4.密閉24h后開啟艙內(nèi)的風(fēng)扇30min，再關(guān)閉風(fēng)扇，采集艙內(nèi)的氣體并測試其甲醛濃度；
5.甲醛去除劑甲醛凈化效率按下式計算：
r＝(n0-n1)/n0×100％
式中：r為凈化效率，％；n0為對比艙所測氣體甲醛濃度，單位為毫克每立方米(mg/m3)；n1為樣品艙所測氣體甲醛濃度，單位為毫克每立方米(mg/m3)。
6.由以上步驟測試結(jié)果如表1所示。
表1甲醛凈化效率
7.以上實驗結(jié)果表明，甲醛去除劑于氣態(tài)立體空間內(nèi)對甲醛的去除效率高達90％以上，而且反應(yīng)速度較快，條件溫和。然而，相比于實施例2制備的甲醛去除劑，實施例1制備的甲醛去除劑對甲醛凈化率更高，原料成本更低。
實施例6：甲醛去除劑添加到水性內(nèi)墻涂料中的除醛效率測試
1.除醛涂料的制備：按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)100％計，包括3％的實施例1制備的甲醛去除劑和97％的水性內(nèi)墻涂料，攪拌均勻制備得到除醛涂料；
2.按實驗例5操作步驟，檢測除醛涂料的甲醛去除率，檢測結(jié)果如表2所示。
表2甲醛去除率
3.由上述結(jié)果可知，甲醛去除劑作為功能助劑添加到水性內(nèi)墻涂料后，可使涂料的甲醛去除率升高了80％以上，涂料的甲醛去除率達到了86.8％，說明了其在涂料中有潛在的使用價值。
實施例7：甲醛去除劑于室內(nèi)空氣凈化治理使用效果測試
1.將新裝修、新家具較多的房間密閉8～12h，利用六合一空氣質(zhì)量檢測儀檢測室內(nèi)空氣甲醛的濃度，記為C0；
2.利用毛刷將實施例1制備的甲醛去除劑刷涂到家具板材的裸露面上，用噴槍將實施例1制備的甲醛去除劑快速噴涂到全部家具的全部板面上，對室內(nèi)的甲醛進行凈化治理2-3次；
3.治理一周后，先將治理房間密閉8h左右，再利用六合一空氣質(zhì)量檢測儀對室內(nèi)空氣甲醛濃度進行復(fù)測，記為Cf；
室內(nèi)中甲醛凈化效率(Re)計算方程式為：
Re＝(C0-Cf)/C0×100％
4.隨機抽三個新裝修房間進行甲醛凈化治理，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。
表3甲醛凈化效率
5.由多次的室內(nèi)甲醛治理使用結(jié)果分析得出，高污染的室內(nèi)空氣經(jīng)本發(fā)明的甲醛去除劑治理后，其空氣中甲醛濃度達到了標(biāo)準(zhǔn)合格水平(≤0.08mg/m3)，說明了該除醛產(chǎn)品在實際市場中有較大的應(yīng)用價值。