一種改性凹凸棒土材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于日用化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣凈化用具有指示功能的除氨防霉的凹凸棒土材料及其制備方法和在空氣凈化中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]氨氣是一種無色有辛辣刺激臭味的氣體，是建筑物內(nèi)常見的污染物之一。主要來自于混泥土建筑材料、家具、裝修粘膠材料等，這些物質(zhì)隨環(huán)境溫濕度的改變，氨氣緩慢釋放出來污染室內(nèi)環(huán)境。氨對皮膚黏膜有刺激及腐蝕作用，高濃度可引起嚴重后果。國家標準室內(nèi)空氣質(zhì)量標準GB/T18883-2002規(guī)定:居室空氣中氨氣的最高容許濃度為0.20毫克
/立方米。
[0003]目前室內(nèi)環(huán)境污染治理產(chǎn)品中作為除氨產(chǎn)品主要有以下兩類:一類是吸附材料，如:活性炭、竹炭、硅藻土、海泡石、凹凸棒土棒土、沸石等吸附材料，通過物理吸附而達到除氨的目的。由于吸附機理是物理吸附，不能顯示吸附狀態(tài)，當吸附飽和后或環(huán)境溫度等變化會出現(xiàn)脫附現(xiàn)象釋放出氨氣，導(dǎo)致二次污染。另一類是化學反應(yīng)法通常采用酸性材料和氨發(fā)生中和反應(yīng)，具有物理化學吸附相結(jié)合，效率高。但酸性物質(zhì)本身有一定的腐蝕性，有一定的危險性，而且沒有可視化功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種改性凹凸棒土材料及其制備方法和應(yīng)用，該方法為可視化的除氨材料，能避免氨的二次污染；同時具有優(yōu)良的吸附效果和抑菌防霉效果，并應(yīng)用于空氣凈化中。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種改性凹凸棒土材料，是利用銅鹽浸漬改性后的凹凸棒土。
[0007]一種改性凹凸棒土材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)提純:采用分散劑的溶液進行機械分散或采用酸改性的方式對凹凸棒土進行提純；
[0009](2)活化:在200_250°C下活化；用于改善凹凸棒土的內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)，便于銅離子改性。
[0010](3)改性:加入多聚磷酸鈉和作為離子供體的銅鹽反應(yīng)得到改性凹凸棒土材料。加入多聚磷酸鈉可以使凹凸棒土在銅離子溶液中形成懸浮態(tài)，利于銅離子的負載，同時減少銅離子用量和浸泡時間，提高經(jīng)濟效率。
[0011](4)除去改性凹凸棒土材料中不穩(wěn)定的銅離子及氯離子后將其制成濾餅；
[0012](5)烘干濾餅并粉碎；
[0013](6)造粒。
[0014]優(yōu)選的，步驟(I)中所述分散劑為聚磷酸鹽、硅酸鹽、聚丙烯酸鹽、丙烯酸酯共聚物、聚氧乙烯類的一種或多種的組合；所述凹凸棒土與分散劑的溶液的固液比為(5-10):I ;所述分散劑的溶液的質(zhì)量分數(shù)為1% -15%。本發(fā)明中凹凸棒土在溶液中形成懸浮態(tài)，與沉降的雜質(zhì)更好的分離，提高提純的效率。
[0015]優(yōu)選的，步驟(I)中所述酸改性中采用的酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的一種，所述凹凸棒土與酸的固液比為1:(4-20);所述酸的體積分數(shù)為5% -15%。酸的加入可以進一步去除凹凸棒土中的雜質(zhì)，同時疏通凹凸棒土內(nèi)部孔道，利于銅離子的負載。
[0016]優(yōu)選的，步驟(2)中所述活化是在200-250°C下活化1_3小時；步驟(3)中所述改性是加入多聚磷酸鈉和作為離子供體的銅鹽后，在60-80°C下攪拌1-5小時或常溫下超聲10-90min得到改性凹凸棒土材料。本發(fā)明添加多聚磷酸鈉是使凹凸棒土在銅離子溶液中形成懸浮態(tài)，利于銅離子的負載，同時可以減少銅離子用量和浸泡時間，提高經(jīng)濟效率。
[0017]使銅離子進入凹凸棒土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形成改性凹凸棒土材料即銅-凹凸棒土復(fù)合物。所采用的銅離子供體為氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅的一種或多種的組合。
[0018]優(yōu)選的，步驟(3)中所述改性是加入多聚磷酸鈉和作為離子供體的銅鹽后，在60-80°C下攪拌3小時或在常溫下超聲20min得到改性凹凸棒土材料。
[0019]優(yōu)選的，步驟(3)中所述銅鹽為氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅的一種或多種組合；所述銅鹽的加入量為凹凸棒土質(zhì)量分數(shù)的5% -15% ;所述多聚磷酸鈉的加入量為凹凸棒土質(zhì)量分時的0.1% -3%。添加多聚磷酸鈉是使凹凸棒土在銅離子溶液中形成懸浮態(tài)，利于銅離子的負載，同時可以減少銅離子用量和浸泡時間，提高經(jīng)濟效率。
[0020]優(yōu)選的，步驟(4)中采用水洗的方式除去改性凹凸棒土材料中不穩(wěn)定的銅離子及氯離子，通過壓濾制得濾餅。
[0021]優(yōu)選的，步驟(5)中采用鼓風烘箱將濾餅在105°C下烘干并粉碎至200目；所述步驟(6)中所述造粒選自擠出造粒、滾動造粒、干粉擠壓造粒的一種。
[0022]本發(fā)明所提供的制備方法制得的改性凹凸棒土材料在空氣凈化中的應(yīng)用。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0024]1.為可視化的除氨材料。本發(fā)明采用改性的凹凸棒土材料，即銅-凹凸棒土復(fù)合材料，通過吸附-絡(luò)合固化的方式除去氨，并通過銅和氨的反應(yīng)，生成有顏色的物質(zhì)，從而到達可視化除氨的目的，容易引起氨的二次污染。
[0025]2.吸附效果佳。本發(fā)明采用凹凸棒土作為改性基材，凹凸棒土是天然的納米材料，其內(nèi)部分布著體積約0.2ml/g的2nm-50nm的孔隙，具有很好的吸附效果。而且凹凸棒土內(nèi)含有可交換的鈣、鎂、鐵等陽離子，合適用做改性基體材料。
[0026]3.抑菌防霉效果佳。本發(fā)明采用改性凹凸棒土中銅離子的緩釋效應(yīng)，具有長效的抑菌防霉效果，其防霉效果優(yōu)異。
【附圖說明】
[0027]圖1為凹凸棒土材料黑曲霉抑制效果圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表達的范圍。
[0029]實施例1
[0030]1.將200目凹凸棒土加入到質(zhì)量分數(shù)為0.2%的5040分散劑(聚丙烯酸鈉分散劑)水溶液中，凹凸棒土與分散劑溶液的固液比為1:5，高速攪拌30min，取上層懸浮液并過濾，在105 °C下烘干。
[0031]2.將烘干所得凹凸棒土在200-250°C下活化2個小時，粉碎至200目。