CN104028237A - 一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂 - Google Patents
一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，由壳聚糖固载β-环糊精和香料组成；壳聚糖、β-环糊精与香料的重量比为1:0.01~1:0.5。通过在壳聚糖固载β-环糊精的制备过程中事先吸附吸收具有香味和特殊功能的香料，制备出释香型甲醛吸附剂，实现吸附脱除甲醛等危害气体和释香双重功能。壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂结合了壳聚糖的吸附性能、固载分散作用和环糊精的包结功能、缓控释放作用，具有吸附甲醛性能好和长效缓慢释香的特点，可以极大地降低空间中甲醛等有害气体的含量，能使空气长期保持清新，且吸附剂制备工艺简单，成本低，无污染，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于吸附释香材料制备和应用领域，具体地说，涉及一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。
背景技术
甲醛，是一种重要的危害人们身体健康的室内空气污染物。目前用于空气中甲醛脱除最常用和简单易行的方法是吸附法，以炭材料及其制品为主的固体吸附剂对大分子化合物有较强的吸附作用，而对甲醛等极性小分子吸附效果较差，并且在吸附饱和及温度较高的情况下容易被二次释放。最近，有专利（申请号: 201410012978.X，一种含有壳聚糖和β-环糊精的甲醛吸附剂）报道了一种壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，其不仅结合了环糊精的包结功能和壳聚糖的吸附性能，由于壳聚糖的固载分散，吸附材料的强度和比表面积也得到了提高，具有良好的甲醛吸附性能。
作为壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂的重要组成之一的β-环糊精(β-CD)具有“内疏水，外亲水”的特殊分子结构和大量羟基，可作为“宿主”包络不同“客体”化合物，形成结构特殊的包络物。基于这种特殊结构，β-CD及其衍生物常在包结缓释等方面得到广泛的应用。如果我们能够在壳聚糖固载β-环糊精吸附剂的制备过程中事先吸附吸收具有香味和特殊功能的香料，利用β-CD的包结缓释作用，在吸附甲醛等有害气体的应用过程中缓慢释放香气，制备出释香型的甲醛吸附剂，实现脱除有害气体和释香清新净化空气双重功能，那么该吸附剂将会具有更加广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，其结合了环糊精的包结功能和壳聚糖的吸附性能，具有吸附甲醛性能好和长效缓慢释香的特点，可以极大地降低空间中甲醛等有害气体的含量，能使空气长期保持清新，且吸附剂制备工艺简单，成本低，无污染，适合工业化生产。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，由壳聚糖固载β-环糊精和香料组成；壳聚糖、β-环糊精与香料的重量比为1 : 0.01~1 : 0.5。
上述壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、以壳聚糖和β-环糊精为原料、戊二醛为交联剂制备壳聚糖固载β-环糊精颗粒；
步骤二、在搅拌或者超声条件下，将液体香料浸渍吸附吸收到壳聚糖固载β-环糊精上，即得到释香型壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。
在上述制备方法中，在搅拌或者超声条件下的浸渍时间为1~12小时，浸渍温度为10~60℃。
在上述制备方法中，所述香料为香柠檬油、玫瑰油、香叶油、橙花油中的一种或几种混合物。
所述壳聚糖固载β-环糊精，其制备方法为已有技术，所属领域的技术人员可以根据现有技术中所公开的各种制备方法制得，示例性方法包括但不限于专利201410012978.X等中记载的方法。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以价格低廉的壳聚糖和β-环糊精为原料，通过简单的浸渍方式进行香料的事先吸附吸收，制备成释香型甲醛吸附剂，反应条件温和，生产工艺简单，特别适合工业化生产。
使用上述方法制备的释香型甲醛吸附剂，香料分布在壳聚糖固载β-环糊精主体材料的表面、空隙和环糊精的空腔内。在吸附剂使用过程中，香味的释放可以分为三个阶段，首先是吸附在吸附剂颗粒表面香料的释放，其次是吸附在吸附剂孔道内表面的香料的释放，最后是包结在β-环糊精空腔内的香料的释放，从而具有长效释香的性能。
使用上述方法制备的释香型甲醛吸附剂，结合了环糊精的包结功能和壳聚糖的吸附性能与固载分散作用，具有甲醛吸附性能好、稳定性高、可循环使用等特点。
使用上述方法制备的甲醛吸附剂使用方便：该释香型甲醛吸附剂用于办公室、卧室、客厅、酒店等室内或者汽车内空气中甲醛等微量有毒、腐蚀性气体的吸附和空气的清新净化处理。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，但并不用于限定本发明。
实施例1：
具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，由壳聚糖、环糊精和香料组成, 其制备过程包括以下步骤：
步骤一、以壳聚糖和β-环糊精为原料、戊二醛为交联剂制备壳聚糖固载β-环糊精颗粒。
（1）将4 g壳聚糖溶于200 mL浓度为0.1 mol/L的盐酸中，并加入200 mL含有24 g β-环糊精的环糊精溶液，在25℃下搅拌混合液1 h后，以0.8mL/min的速度滴加24 mL浓度为25%的戊二醛溶液；
（2）将上述得到的混合液在氮气保护和70℃下，搅拌6 h后停止反应；
（3）将70 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液加入到（2）中得到的混合液中使产物析出，过滤，用水洗至中性后用丙酮洗涤，最后在60℃下真空干燥至产物质量稳定，得到壳聚糖固载β-环糊精颗粒。
步骤二、按壳聚糖固载β-环糊精与香料重量比为1 : 0.1的比例，在搅拌条件下，将香柠檬油浸渍吸附吸收到壳聚糖固载β-环糊精上，
搅拌浸渍时间为6小时，浸渍温度为25℃，即得到释香型壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。
实施例2：
具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，由壳聚糖、环糊精和香料组成, 其制备过程包括以下步骤：
步骤一、按实施例1的方法制备壳聚糖固载β-环糊精颗粒。
步骤二、按壳聚糖固载β-环糊精与香料重量比为1 : 0.35的比例，在超声条件下，将香柠檬油和玫瑰油按重量比3:1混合得到的混合物浸渍吸附吸收到壳聚糖固载β-环糊精上，超声浸渍时间为8小时，浸渍温度为25℃，即得到释香型壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。
实施例3：
具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂的释香和甲醛吸附性能：
通过动态实验方法，考察了吸附剂对甲醛的吸附性能。在室温条件下，分别取0.5 g 按实施例1和2所制的释香型吸附剂放入内径为7 mm的吸附柱中，以空气作为载气，通过鼓泡法向吸附剂床层通入甲醛。在空速为1000 h-1，床层进口空气中的甲醛浓度为~68 mg/m3的条件下进行测试。测试结果显示，本发明制备的释香型的壳聚糖固载β-环糊精吸附剂的甲醛平衡吸附量和吸附速率等吸附性能，较同等条件下的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂的甲醛吸附性能相当，在~300小时吸附测试后，人能检测到香料的释放成分和香味，说明本发明的一种具有释香功能的壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂具有脱除甲醛等有害气体和释香清新净化空气的双重功能。
Claims (4)
1.一种壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂，其特征在于，由壳聚糖固载β-环糊精和香料组成；壳聚糖、β-环糊精与香料的重量比为1 : 0.01~1 : 0.5。
2.权利要求1所述壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、以壳聚糖和β-环糊精为原料、戊二醛为交联剂制备壳聚糖固载β-环糊精颗粒；
步骤二、在搅拌或者超声条件下，将液体香料浸渍吸附吸收到壳聚糖固载β-环糊精上，即得到释香型壳聚糖固载β-环糊精甲醛吸附剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在搅拌或者超声条件下的浸渍时间为1~12小时，浸渍温度为10~60℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述香料为香柠檬油、玫瑰油、香叶油、橙花油中的一种或几种混合物。
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