CN106621746B - 一种负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法和用途，所述净化剂包括膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、粘结剂、电气石粉、氧化锌微粉、石膏粉、助剂、γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、硅胶微粉、去离子水和乙二醇。所述净化剂通过独特的组分组合、组分的独特处理等，从而具有了优异的技术效果，在家庭污染防治尤其是装修污染净化方面具有良好的应用前景和推广价值。

Description

一种负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环境净化剂及其制备方法，更具体地涉及一种负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法，属于新型材料和空气净化技术领域。
背景技术
目前，随着装修材料种类的日益增多、用料的日益复杂、化学成分的日益增多，在给人们带来更舒适方便的同时，也随之带来了各种污染，例如空气污染、粉尘污染等，尤其是空气污染最为严重，因为有害气体的释放具有长时间缓慢释放的特点，无法在短时间内快速消除，而只能长时间内慢慢消除。
而人们对于健康越来越重视，如何消除室内污染，尤其是装修污染一直都是人们关注的重点。为此，可以采用诸多手段，例如尽可能采用环保材料、尽量少使用化学装修材料等等。但实际上，无法完全避免装修污染的存在。
有鉴于此，人们研发了多种用来消除室内污染，尤其是装修污染(因为此时有害物质的浓度最大)的手段，例如使用紫外灯消毒、活性炭吸附、绿植吸收、使用空气净化器等，但对于如果高效、安全地进行装修污染防治，仍是人们研发的重点。
在众多的手段中，使用释放负氧离子的材料或者装置具有突出的优点。负氧离子具有“空气维生素”的美誉，其可以分解多种有害气体，例如甲醛、甲苯、苯、氨等，并且可通过人的神经***和血液循环***对人体机能产生有益影响，例如扩张毛细血管、促进新陈代谢、防止细胞氧化、提高免疫力等效果。
因此，如何在多种技术领域例如建筑领域中采用能够产生负氧离子的材料，是非常具有现实意义和重要意义的研究课题。在人们的大量努力下，目前在该领域已经取得了诸多成果，例如：
CN101234883公开了一种能产生负氧离子的硅藻土复合材料及制法。该复合材料的成分构成和质量比配比为Ti(OH)4:硅藻土为4-33:100。其制备方法的步骤和条件如下：按配比量称取Ti(OH)4，放在水中打浆，分散成乳状液，再加入配比量的硅藻土，搅拌，超声分散30min，然后蒸发至干，取出该混合物，在500-800℃下灼烧2-5小时。通过用负离子检测仪测试，该硅藻土复合材料提供的负氧离子数大于500个/cm3。
CN103936402A公开了一种可释放负氧离子的陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：河砂38-56、萤石22-34、火山岩18-26、白云石10-20、改性粘土24-36、菱镁矿石15-25、电气石12-18、六环石10-15、麦饭石8-14、炉灰渣5-10、滑石粉6-12、贝壳粉4-8、碳酸钡3-6、氧化锌2-4。由于其中添加有电气石、六环石、麦饭石等，使得陶瓷砖能够长期释放有益于人体健康的负氧离子，可以显著增强血液循环，促进新陈代谢，提高免疫力，舒缓身心，同时还具有抑菌除菌的作用，并具有明显的除臭功能，可以净化室内空气，提高室内空气质量。
CN105298009A公开了一种可释放负氧离子的蛭石硅酸钙复合板，该复合板为在普通硅酸钙板上布一层蛭石电气石混合层，所述的蛭石电气石混合层是将膨胀蛭石、电气石和胶黏剂按照重量比(膨胀蛭石10-40％，电气石0-5％，胶黏剂60-90％)进行混合，采用二次布料方式，将所得蛭石电气石混合层布在普通硅酸钙板上，经压制、养护烘干得到复合板。与现有技术相比，该产品具有可持久释放负离子、净化甲醛等污染物、吸放湿好、透气性好、防火、隔音、防腐蚀、防霉变、成本低等功能特性，是一种绿色生态建筑产品，市场前景十分看好。
CN105778859A公开了一种可释放负氧离子的空气净化组合物及其制备方法和应用，其制备方法如下：1、取料：按体积百分含量称取膨胀蛭石50-85％；电气石0.1-10％；活性炭5-50％为原料；2、拌料：将上述原料通过搅拌器混合、搅拌均匀即得空气净化组合物。将所述空气净化组合物添加在硅酸钙板、石膏板、水泥板、夹板、涂料、腻子以及纺织品的原料配方中，制成相应的空气净化产品。与现有技术相比，其具有可释放负氧离子、环保、实用性强等优点。
CN105174837A公开了一种环保型释放负氧离子分解甲醛的硅藻泥壁材，以重量份数计，包括以下原料：铝矾土3-5份；氧化硼2-4份；氧化镁2-4份；氧化铁0.01-0.03份；氧化钠0.5-2份；氧化钾0.2-1份；五氧化二磷0.2-1份；氧化亚铁0.01-0.03份；硅藻土30-50份；石英粉40-60份；灰钙粉20-30份；重钙粉30-50份；乳胶粉10-20份；纤维素1-5份；触变剂0.1-1份；二氧化钛粉0.2-2份。与现有技术相比较具有负氧离子释放量大、净化效果明显的特点。
CN105315727A公开了一种可释放负氧离子的多功能无机生态型干粉涂料，涉及生态涂料领域，主要目的在于提供一种抗菌、净化空气、可释放负氧离子的生态涂料，全面解决室内空气质量。提供的可释放负氧离子的生态型干粉涂料为具有净化室内环境、抗菌杀菌、中和有害粉尘漂浮物、分解可挥发有机溶剂功能的生态健康涂料。
CN105670349A公开了一种能释放负氧离子的干粉涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。其是由以下组分组成：灰钙粉8-30％、羟丙基甲基纤维素0.25-0.6％、石粉60-90％和负离子粉0.5-5％。制备方法：其是将按质量百分比计的灰钙粉8-30％、羟丙基甲基纤维素0.25-0.6％、石粉60-90％和负离子粉0.5-5％投入配有搅拌器中搅拌，并控制搅拌时间和控制搅拌器的搅拌速度，出料包装，得到成品。由于无需使用液态胶粘剂，因而能体现绿色环保；由于在配方中使用了负离子粉，能起到良好的杀菌与净化空气的作用；由于原料及其种类选择合理且组分显著减少，体现经济廉价，降低成本；工艺过程简练，满足高效率的制备要求。
CN106084914A公开了一种能释放负氧离子的防水型干粉涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。其是将按质量百分比计的白水泥8-30％、羟丙基甲基纤维素0.25-0.6％、石粉60-90％和负离子粉0.5-5％投入配有搅拌器的容器中搅拌，并且控制搅拌时间和控制搅拌器的搅拌速度，出料包装，得到能释放负氧离子的干粉涂料。体现绿色环保效果；能起到良好的杀菌与净化空气的作用；得以体现经济廉价，降低使用成本；能体现理想的防水效果，对墙面起到良好的保护作用；工艺过程简练，能满足高效率的制备要求。
CN106116401A公开了一种负氧离子功能涂层、制备方法及应用，电气石粉3-5份，氧化石墨烯1-3份，纳米氧化钛1-2份，石膏粉15-20份，硅藻土或蒙脱土中的至少一种30-50份，苯丙乳液、纯苯乳液或水性聚氨酯中的至少一种10-20份。所述涂料原料制备工艺简单，只需粉碎磨细至规定细度即可；涂刷工艺简单，无需大型工程施工设备；在提高膨胀珍珠岩外墙保温板耐久性和装饰性的同时，还能够释放负氧离子，起到降霾、杀菌和净化空气等的生态效果，丰富了外墙保温板材料的性能；制备成水性涂料，与传统油性涂料相比，具有绿色环保节能效果；采用其所生产的涂层14天内释放负氧离子浓度6000个/cm3以上。
CN105999355A公开了一种小分子团负氧离子制作配方，制作原料包括：竹炭2-4％、菊花3-6％、石竹5-6％、栀子3-4％、丁香2-5％、吊兰5-7％、万年青4-6％、绿萝2-4％、橡皮树3-5％、发财树8-10％、龟背竹5-12％、南洋杉6-8％、肾蕨7-9％、含笑2-4％、荷包5-8％、牡丹4-6％、玉兰花5-8％、扶桑6-9％、香豌豆5-7％、大花蕙兰3-5％、木槿4-6％、紫薇2-4％和秋海棠8-10％；以上各个组份百分含量之和为1。以上制作原料的提取液按照比例与适当的纯净水混合，然后将以上制备混合液通过碳化纳米活化改性4种技术在高压空气喷射下制得；其具有去甲醛、除霾抑菌、净化空气、延缓皮肤衰等功能。
CN106178878A公开了一种天然可释放负氧离子的萜烯类纳米复合材料及制备方法。该天然可释放负氧离子的萜烯类纳米复合材料包括：香樟1-40份、松花粉1-90份、蜂蜡1-60份、钩藤1-70份、荷叶1-30份、松针1-70份、艾草1-40份、基质1-200份，其制备方法：1、称取上述香樟、松花粉、蜂蜡、钩藤、荷叶、松针和艾草，混合研磨，加去离子水，经蒸馏提取、分离得萜烯类物质；2、称取上述基质，研磨活化；3、将步骤1萜烯类物质加入到步骤2活化基质中，混合研磨后即得。该天然可释放负氧离子的萜烯类纳米复合材料组方科学、天然健康、能充分释放负氧离子、促进人体新陈代谢、提高免疫力并具抑菌、除菌、除臭功能。
如上所述，现有技术中公开了多种具有优异性能的负氧离子材料，但对于新型的、产生负氧离子的装修污染净化剂仍存在继续研究的需求，这正是目前装修污染防治领域的研究热点和重点所在，也是本发明得以完成的动力。
发明内容
基于开发新型的、产生负氧离子的装修污染净化剂的考虑，本发明人对此进行了大量的深入研发，在付出了大量的创造性劳动和经过深入研究探索后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明主要涉及如下几个方面。
第一个方面，本发明提供了一种负氧离子触媒装修污染净化剂，所述净化剂包括膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、粘结剂、电气石粉、氧化锌微粉、石膏粉、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、硅胶微粉、去离子水和乙二醇。
在本发明的所述净化剂中，以重量份计，其具体组分含量如下：
在本发明的所述净化剂中，涉及组成的“包括”，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。
在本发明的所述净化剂中，所述膨润土处理粉末的重量份为20-30份，例如可为20份、25份或30份。
所述膨润土处理粉末是按照如下方法制备的：
A1：将膨润土加入到为其3-4倍重量的3mol/L硫酸水溶液中，充分搅拌20-30分钟，然后过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到酸处理固体；
A2：将所述酸处理固体加入到为其2-2.4倍重量的质量百分比浓度为30-40％的KOH水溶液中，然后加热回流20分钟，过滤，将所得固体用去离子水充分洗涤多次，直至洗出水为中性，然后充分干燥，得碱处理固体；
A3：将所述碱处理固体加入到为其3倍质量的质量百分比浓度为20％的氯化镧水溶液中，搅拌50-60分钟后静置过夜，过滤，将固体物充分干燥完全，再研磨过200目筛，即得所述膨润土处理粉末。
在本发明的所述净化剂中，所述贝壳粉改性物的重量份为10-14份，例如可为10份、12份或14份。
所述贝壳粉改性物是按照如下方法制备的：
B1：将贝壳清洗干净，粉碎过200目筛，然后以6-12℃/分钟的升温速率，最优选以8℃/分钟的升温速率升温至500-600℃，并在该温度下保持40-50分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧贝壳粉；
B2：配制质量百分比浓度为10％的硝酸银水溶液，然后加入煅烧贝壳粉，在50-60℃下超声分散50-60分钟，过滤，得到初处理贝壳粉；
B3：将所述初处理贝壳粉在700℃下煅烧25-30分钟，并再次研磨过200目筛，即得所述贝壳粉改性物。
其中，在步骤B1中，所述贝壳的种类并没有特别的限定，例如可为青蛤、扇贝、牡蛎、海螺、虎斑贝、珍珠贝等，优选为海螺或牡蛎。
其中，在步骤B2中，煅烧贝壳粉与硝酸银水溶液的质量比为1:2-3，例如可为1:2、1:2.5或1:3。
在本发明的所述净化剂中，所述钛改性碳纳米管的重量份为2-5份，例如可为2份、3份、4份或5份。
所述钛改性碳纳米管是按照如下方法制备的：
C1：将碳纳米管在700-800℃下高温保持40-46分钟，然后自然冷却至室温，得到高温处理纳米管；
C2：将所述高温处理纳米管在质量百分比浓度为60％的硝酸水溶液中回流10-16分钟，然后过滤并用去离子水充分清洗多次，直至洗出水为中性，得到酸处理纳米管；
C3：将所述酸处理纳米管在质量百分比浓度为40-50％的NaOH水溶液充分浸泡5-8小时，然后过滤，同样用去离子水洗涤多次，直至洗出水为中性，最后干燥完全，得到碱处理纳米管；
C4：向四异丙基钛酸酯中加入二乙醇胺，缓慢搅拌的同时再加入无水乙醇，搅拌均匀后超声分散20-30分钟，得到透明溶胶液；向该透明溶胶液中加入所述碱处理纳米管，搅拌均匀，静置过夜，再充分干燥，得到固体干燥物；
C5：将所述固体干燥物在600℃的马弗炉中煅烧45-55分钟，自然冷却至室温，即得所述钛改性碳纳米管。
其中，在所述步骤C1中，碳纳米管是非常公知的常规物质，例如可使用直径40-60nm、长度5-15微米的多壁碳纳米管，以及可使用其它规格的单壁碳纳米管等，本领域技术人员可进行合适的选择，并可通过多种手段商业购得，在此不再一一赘述。
其中，在所述步骤C2中，硝酸水溶液的用量并没有特别的限定，只要其适宜于高温处理纳米管的回流处理即可，本领域技术人员可进行合适的选择和确定，在此不再进行详细描述。
其中，在所述步骤C3中，NaOH水溶液的用量并没有特别的限定，只要其能够完全、充分浸泡酸处理纳米管即可，本领域技术人员可进行合适的选择和确定，在此不再进行详细描述。
其中，在所述步骤C4中，四异丙基钛酸酯与二乙醇胺的摩尔比为1:0.3-0.5，例如可为1:0.3、1:0.4或1:0.5。
其中，在所述步骤C4中，四异丙基钛酸酯与无水乙醇的质量比为1:1.4-1.8，例如可为1:1.4、1:1.6或1:1.8。
其中，在所述步骤C4中，四异丙基钛酸酯与碱处理纳米管的质量比为1:0.3-0.6，例如可为1:0.3、1:0.4、1:0.5或1:0.6。
在本发明的所述净化剂中，所述粘结剂的重量份为2-3份，例如可为2份、2.5份或3份。
所述粘结剂为羟乙基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素中的任意一种。
在本发明的所述净化剂中，所述电气石粉的重量份为7-11份，例如可为7份、9份或11份。
其中，所述电气石粉的粒度为200-300目。
在本发明的所述净化剂中，所述氧化锌微粉的重量份为0.3-0.7份，例如可为0.3份、0.5份或0.7份。
其中，所述氧化锌微粉的粒度为200-300目。
在本发明的所述净化剂中，所述石膏粉的重量份为1.8-3份，例如可为1.8份、2.2份、2.6份或3份。
其中，所述石膏粉的粒度为150-250目。
在本发明的所述净化剂中，所述助剂的重量份为0.5-0.9份，例如可为0.5份、0.7份或0.9份。
所述助剂为质量比1:1的二硫化钼与零价铁粉的混合物，其中所述二硫化钼与零价铁粉的粒度均为100-200目。
在本发明的所述净化剂中，所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量份为0.2-0.6份，例如可为0.2份、0.4份或0.6份。
在本发明的所述净化剂中，所述硅胶微粉的重量份为1-2份，例如可为1份、1.5份或2份。
其中，所述硅胶微粉的粒度为100-200目。
在本发明的所述净化剂中，所述去离子水的重量份为16-20份，例如可为16份、18份或20份。
在本发明的所述净化剂中，所述乙二醇的重量份为25-35份，例如可为25份、30份或35份。
第二个方面，本发明涉及所述负氧离子触媒装修污染净化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：称取各自用量的各个组分；
S2：将膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、电气石粉、氧化锌微粉、助剂、硅胶微粉加入到去离子水中，充分搅拌均匀，再加入粘结剂，并再次搅拌均匀，得到混合物(该混合物轻轻一攥，便可成团状)；
S3：向乙二醇中加入石膏粉和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下将所得的混合稀浆液加入到步骤S2的混合物中，然后在高速分散机中，在1500-1600转/分钟的转速下混合均匀，即得所述净化剂。
本发明的所述净化剂具有优异的负氧离子释放效果，对有害气体具有优异的清除率，从而在装修污染防治领域具有良好的应用前景和推广价值。
如上所述，本发明提供了一种具有优异性能的负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法，所述净化剂通过独特的组分组合、组分的独特处理等，从而具有了优异的技术效果，在家庭污染防治尤其是装修污染净化方面具有良好的应用前景和推广价值。
具体实施方式
下面通过具体的制备例和实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
制备例1：膨润土处理粉末的制备
A1：将膨润土加入到为其3.5倍重量的3mol/L硫酸水溶液中，充分搅拌25分钟，然后过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到酸处理固体；
A2：将所述酸处理固体加入到为其2.2倍重量的质量百分比浓度为35％的KOH水溶液中，然后加热回流20分钟，过滤，将所得固体用去离子水充分洗涤多次，直至洗出水为中性，然后充分干燥，得碱处理固体；
A3：将所述碱处理固体加入到为其3倍质量的质量百分比浓度为20％的氯化镧水溶液中，搅拌55分钟后静置过夜，过滤，将固体物充分干燥完全，再研磨过200目筛，即得膨润土处理粉末，将其命名为PRT。
制备例1.1-1.3：膨润土处理粉末的制备
制备例1.1：除省略掉步骤A1外(即直接将膨润土用KOH水溶液处理)，其它操作均不变，从而重复实施了制备例1，将得到的膨润土处理粉末命名为PRT1。
制备例1.2：除省略掉步骤A2外(即直接将酸处理固体进行步骤A3)，其它操作均不变，从而重复实施了制备例1，将得到的膨润土处理粉末命名为PRT2。
制备例1.3：除省略掉步骤A3外(即将碱处理固体进行研磨过200目筛)，其它操作均不变，从而重复实施了制备例1，将得到的膨润土处理粉末命名为PRT3。
制备例2：贝壳粉改性物的制备
B1：将牡蛎壳清洗干净，粉碎过200目筛，然后以8℃/分钟的升温速率升温至550℃，并在该温度下保持45分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧贝壳粉；
B2：配制质量百分比浓度为10％的硝酸银水溶液，然后加入煅烧贝壳粉(其中，煅烧贝壳粉与硝酸银水溶液的质量比为1:2.5)，在55℃下超声分散55分钟，过滤，得到初处理贝壳粉；
B3：将所述初处理贝壳粉在700℃下煅烧28分钟，并再次研磨过200目筛，即得贝壳粉改性物，将其命名为BK。
制备例2.1-2.3：贝壳粉改性物的制备
制备例2.1：除将步骤B1中升温速率替换为6℃/分钟外，其它操作均不变，从而重复实施了制备例2，将得到的贝壳粉改性物命名为BK1。
制备例2.2：除将步骤B1中升温速率替换为10℃/分钟外，其它操作均不变，从而重复实施了制备例2，将得到的贝壳粉改性物命名为BK2。
制备例2.3：除省略步骤B2外，其它操作均不变(即将步骤B1的煅烧贝壳粉直接进行步骤B3的处理)，从而重复实施了制备例2，将得到的贝壳粉改性物命名为BK3。
制备例3：钛改性碳纳米管的制备
C1：将碳纳米管在750℃下高温保持43分钟，然后自然冷却至室温，得到高温处理纳米管；
C2：将所述高温处理纳米管在适量质量百分比浓度为60％的硝酸水溶液中回流13分钟，然后过滤并用去离子水充分清洗多次，直至洗出水为中性，得到酸处理纳米管；
C3：将所述酸处理纳米管在适量质量百分比浓度为45％的NaOH水溶液充分浸泡6.5小时，然后过滤，同样用去离子水洗涤多次，直至洗出水为中性，最后干燥完全，得到碱处理纳米管；
C4：向四异丙基钛酸酯中加入二乙醇胺(四异丙基钛酸酯与二乙醇胺的摩尔比为1:0.4)，缓慢搅拌的同时再加入无水乙醇(四异丙基钛酸酯与无水乙醇的质量比为1:1.6)，搅拌均匀后超声分散25分钟，得到透明溶胶液；向该透明溶胶液中加入所述碱处理纳米管(四异丙基钛酸酯与碱处理纳米管的质量比为1:0.45)，搅拌均匀，静置过夜，再充分干燥，得到固体干燥物；
C5：将所述固体干燥物在600℃的马弗炉中煅烧50分钟，自然冷却至室温，即得钛改性碳纳米管，将其命名为TG。
制备例3.1-3.3：改性碳纳米管的制备
制备例3.1：除省略步骤C2外，其它操作均不变(将步骤C1的高温处理纳米管直接进行步骤C3及后续处理)，从而重复实施了制备例3，将得到的钛改性碳纳米管命名为TG1。
制备例3.2：除省略步骤C3外，其它操作均不变(将步骤C2的酸处理纳米管直接进行步骤C4及后续处理)，从而重复实施了制备例3，将得到的钛改性碳纳米管命名为TG2。
制备例3.3：除省略步骤C4外，其它操作均不变(将步骤C3的碱处理纳米管直接进行步骤C5)，从而重复实施了制备例3，将得到的改性碳纳米管命名为TG3。
其中，在下面的实施例或者对比例中，步骤S2-S3中使用的各个组分均为步骤S1中称取的对应组分。
实施例1：净化剂的制备
S1：称取各自用量的各个组分，即以重量份计，称取20份膨润土处理粉末PRT、14份贝壳粉改性物BK、2份钛改性碳纳米管TG、3份粘结剂羟乙基纤维素、7份电气石粉(粒度为250目)、0.7份氧化锌微粉(粒度为250目)、1.8份石膏粉(粒度为200目)、0.9份助剂(为质量比1:1的二硫化钼与零价铁粉的混合物，其中所述二硫化钼与零价铁粉的粒度均为200目)、0.2份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、2份硅胶微粉、16份去离子水和35份乙二醇。；
S2：将膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、电气石粉、氧化锌微粉、助剂、硅胶微粉加入到去离子水中，充分搅拌均匀，再加入粘结剂，并再次搅拌均匀，得到混合物；
S3：向乙二醇中加入石膏粉和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下将所得的混合稀浆液加入到步骤S2的混合物中，然后在高速分散机中，在1500转/分钟的转速下混合均匀，即得负氧离子触媒装修净化剂，将其命名为J1。
实施例2：净化剂的制备
S1：称取各自用量的各个组分，即以重量份计，称取30份膨润土处理粉末PRT、10份贝壳粉改性物BK、5份钛改性碳纳米管TG、2份粘结剂甲基纤维素、11份电气石粉(粒度为250目)、0.3份氧化锌微粉(粒度为250目)、3份石膏粉(粒度为200目)、0.5份助剂(为质量比1:1的二硫化钼与零价铁粉的混合物，其中所述二硫化钼与零价铁粉的粒度均为200目)、0.6份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、1份硅胶微粉、20份去离子水和25份乙二醇。；
S2：将膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、电气石粉、氧化锌微粉、助剂、硅胶微粉加入到去离子水中，充分搅拌均匀，再加入粘结剂，并再次搅拌均匀，得到混合物；
S3：向乙二醇中加入石膏粉和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下将所得的混合稀浆液加入到步骤S2的混合物中，然后在高速分散机中，在1600转/分钟的转速下混合均匀，即得负氧离子触媒装修净化剂，将其命名为J2。
实施例3：净化剂的制备
S1：称取各自用量的各个组分，即以重量份计，称取25份膨润土处理粉末PRT、12份贝壳粉改性物BK、3.5份钛改性碳纳米管TG、2.5份粘结剂羟甲基维素、9份电气石粉(粒度为250目)、0.5份氧化锌微粉(粒度为250目)、2.4份石膏粉(粒度为200目)、0.7份助剂(为质量比1:1的二硫化钼与零价铁粉的混合物，其中所述二硫化钼与零价铁粉的粒度均为200目)、0.4份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、1.5份硅胶微粉、18份去离子水和30份乙二醇。；
S2：将膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、电气石粉、氧化锌微粉、助剂、硅胶微粉加入到去离子水中，充分搅拌均匀，再加入粘结剂，并再次搅拌均匀，得到混合物；
S3：向乙二醇中加入石膏粉和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下将所得的混合稀浆液加入到步骤S2的混合物中，然后在高速分散机中，在1500转/分钟的转速下混合均匀，即得负氧离子触媒装修净化剂，将其命名为J3。
对比例1-9：膨润土处理粉末的考察
对比例1-3：除将膨润土处理粉末PRT替换为PRT1外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例1-3，将所得净化剂依次定义为D1、D2和D3。
对比例4-6：除将膨润土处理粉末PRT替换为PRT2外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例4-6，将所得净化剂依次定义为D4、D5和D6。
对比例7-9：除将膨润土处理粉末PRT替换为PRT3外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例7-9，将所得净化剂依次定义为D7、D8和D9。
对比例10-18：贝壳粉改性物的考察
对比例10-12：除将贝壳粉改性物BK替换为BK1外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例10-12，将所得净化剂依次定义为D10、D11和D12。
对比例13-15：除将贝壳粉改性物BK替换为BK2外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例13-15，将所得净化剂依次定义为D13、D14和D15。
对比例16-18：除将贝壳粉改性物BK替换为BK3外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例16-18，将所得净化剂依次定义为D16、D17和D18。
对比例19-27：钛性碳纳米管的考察
对比例19-21：除将钛改性碳纳米管TG替换为TG1外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例19-27，将所得净化剂依次定义为D19、D20和D21。
对比例22-24：除将钛改性碳纳米管TG替换为TG2外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例22-24，将所得净化剂依次定义为D22、D23和D24。
对比例25-27：除将钛改性碳纳米管TG替换为TG3外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例25-27，将所得净化剂依次定义为D25、D26和D27。
对比例28-33：助剂的考察
对比例28-30：除将助剂替换为用量相同的单一组分二硫化钼外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例28-30，将所得净化剂依次定义为D28、D29和D30。
对比例22-24：除将助剂替换为用量相同的单一组分零价铁粉外，其它操作均不变，重复操作实施例1-3，得到对比例31-33，将所得净化剂依次定义为D31、D32和D33。
本发明净化剂的性能测试
1、负氧离子释放性能测试
在得到上述各个净化剂后，将其置于底面积为1600cm2的正方体密封箱的底面上，均匀摊开，厚度为0.3cm；然后密闭，12小时后测量负氧离子浓度(个/cm2，下同)，然后完全排空(即将密封箱中的空气完全置换，成为与大气相同的氛围)，再次密封另外30小时(即总共42小时)后再次测量负氧离子浓度，结果见下表1。
表1
由此可见：1、本发明的净化剂具有非常优异的负氧离子释放能力，即便是完全排空后的第42小时，仍具有接近3万/cm2的高释放量，具有优异的持续时间和稳定释放能力；2、当膨润土未进行酸处理或碱处理时(D1-D6)，负氧离子产生能力有所降低，这证明酸碱处理能够产生更好的技术效果，应该是去除了其中的杂质，改善了孔径孔容的原因；而最令人惊讶的是，当未进行氯化镧改性时(D7-D9)，负氧离子产生能力有显著的降低，这证明氯化镧的存在可以起到显著的改善效果；3、当贝壳粉的升温速率不为8℃/分钟时(D10-D15)，负氧离子产生能力有明显降低，这证明升温速率能够对其中贝壳粉的性能产生不可预测的影响，当为8℃/分钟时，应该是取得了最好的孔径分布，从而取得了最好的技术效果；而当未进行硝酸银处理时，负氧离子释放能力更要弱于D10-D15，这证明硝酸银的处理导致在孔隙中产生了活性的氧化银，从而促进了负氧离子的产生和释放；4、对于碳纳米管而言，当未进行浓硝酸或浓碱处理时(D19-D24)，负氧离子释放量有所降低，这证明酸碱处理能够产生改善效果；而当未进行钛酸酯处理改性时，效果降低最为显著，这证明钛酸酯改性能够最为显著地改善负氧离子释放和产生能力(应该是二氧化钛与电气石粉产生了相互的促进效果)；5、当将双组分助剂替换为任何一种单一组分时，负氧离子释放和产生能力也有明显降低，证明零价铁(具有良好的还原能力)能够与二硫化钼相互促进而改善了最终效果。
作为对比，在同样的密封箱中，底部铺设同样厚度的电气石粉，按照同样的操作程序测量12小时和42小时后的负氧离子浓度，发现分别为7245个/cm2和4582个/cm2，要远远低于本发明的净化剂，甚至要远远低于对比例净化剂，这进一步证明本发明的净化剂通过各个组分的独特组合和某些组分的特定处理方法，从而取得了非常优异的负氧离子释放和产生能力。
2、污染气体净化性能测试
在得到上述各个净化剂后，将其置于底面积为1600cm2的正方体密封箱的底面上，均匀摊开，厚度为0.3cm，然后充入污染气体甲苯、苯、硫化氢、甲醛和氨气，这五种有害气体的体积浓度均为150mg/L，然后密闭，20分钟后测量各个污染气体的浓度，从而可以计算出各个气体的分解率，结果见下表2。
其中，各个污染气体的分解率均为同组净化剂的平均值。
表1
由此可见：1、本发明的净化剂具有优异的污染气体分解能力，从而在室内污染治理，尤其是刚刚装修完毕后的污染气体消除方面具有良好的应用前景；2、当膨润土未进行酸处理或碱处理时，均导致分解能力有一定的降低，但未进行碱处理的降低程度要强于未进行酸处理；3、当膨润土未进行氯化镧处理时，气体分解能力降低显著；4、当贝壳粉处理时的升温速率为6℃/分钟或10℃/分钟时，均导致气体分解能力有所降低，这再次证明了升温速率的不可预测性；5、而贝壳粉未进行硝酸银处理以及碳纳米管未进行钛酸酯处理时，污染气体分解能力降低最为显著，普遍降低至低于90％；6、当碳纳米管未进行酸处理和碱处理时，以及双助剂替换为单一组分时，污染气体分解能力同样有所降低。
3、安全环保性能测试
测量上述各个净化剂的安全性能，检测其挥发性有机化合物含量(VOC)、可溶性重金属含量，从而考察了其安全性、环保性。结果发现J1-J3以及D1-D33均无挥发性有机化合物的产生，也没有可溶性重金属的游离，从而证明了其具有良好的环保安全性，可以应用于室内污染空气防治中。
如上所述，本发明提供了一种具有优异性能的负氧离子触媒装修污染净化剂及其制备方法，所述净化剂通过独特的组分组合、组分的独特处理等，从而具有了优异的技术效果，在家庭污染防治尤其是装修污染净化方面具有良好的应用前景和推广价值。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种负氧离子触媒装修污染净化剂，所述负氧离子触媒装修污染净化剂包括膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、粘结剂、电气石粉、氧化锌微粉、石膏粉、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、硅胶微粉、去离子水和乙二醇；
以重量份计，其具体组分含量如下：
所述膨润土处理粉末是按照如下方法制备的：
A1：将膨润土加入到为其3-4倍重量的3mol/L硫酸水溶液中，充分搅拌20-30分钟，然后过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到酸处理固体；
A2：将所述酸处理固体加入到为其2-2.4倍重量的质量百分比浓度为30-40％的KOH水溶液中，然后加热回流20分钟，过滤，将所得固体用去离子水充分洗涤多次，直至洗出水为中性，然后充分干燥，得碱处理固体；
A3：将所述碱处理固体加入到为其3倍质量的质量百分比浓度为20％的氯化镧水溶液中，搅拌50-60分钟后静置过夜，过滤，将固体物充分干燥完全，再研磨过200目筛，即得所述膨润土处理粉末；
所述贝壳粉改性物是按照如下方法制备的：
B1：将贝壳清洗干净，粉碎过200目筛，然后以8℃/分钟的升温速率升温至500-600℃，并在该温度下保持40-50分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧贝壳粉；
B2：配制质量百分比浓度为10％的硝酸银水溶液，然后加入煅烧贝壳粉，在50-60℃下超声分散50-60分钟，过滤，得到初处理贝壳粉；
B3：将所述初处理贝壳粉在700℃下煅烧25-30分钟，并再次研磨过200目筛，即得所述贝壳粉改性物；
所述钛改性碳纳米管是按照如下方法制备的：
C1：将碳纳米管在700-800℃下高温保持40-46分钟，然后自然冷却至室温，得到高温处理纳米管；
C2：将所述高温处理纳米管在质量百分比浓度为60％的硝酸水溶液中回流10-16分钟，然后过滤并用去离子水充分清洗多次，直至洗出水为中性，得到酸处理纳米管；
C3：将所述酸处理纳米管在质量百分比浓度为40-50％的NaOH水溶液充分浸泡5-8小时，然后过滤，同样用去离子水洗涤多次，直至洗出水为中性，最后干燥完全，得到碱处理纳米管；
C4：向四异丙基钛酸酯中加入二乙醇胺，缓慢搅拌的同时再加入无水乙醇，搅拌均匀后超声分散20-30分钟，得到透明溶胶液；向该透明溶胶液中加入所述碱处理纳米管，搅拌均匀，静置过夜，再充分干燥，得到固体干燥物；
C5：将所述固体干燥物在600℃的马弗炉中煅烧45-55分钟，自然冷却至室温，即得所述钛改性碳纳米管；
所述助剂为质量比1:1的二硫化钼与零价铁粉的混合物，其中所述二硫化钼与零价铁粉的粒度均为100-200目。
2.如权利要求1所述的负氧离子触媒装修污染净化剂，其特征在于：在所述步骤C4中，四异丙基钛酸酯与二乙醇胺的摩尔比为1:0.3-0.5；四异丙基钛酸酯与无水乙醇的质量比为1:1.4-1.8；四异丙基钛酸酯与碱处理纳米管的质量比为1:0.3-0.6。
3.如权利要求1所述的负氧离子触媒装修污染净化剂，其特征在于：所述粘结剂为羟乙基纤维素、甲基纤维素或羟甲基纤维素中的任意一种。
4.如权利要求1-3任一项所述的负氧离子触媒装修污染净化剂，其特征在于：所述氧化锌微粉的粒度为200-300目。
5.权利要求1-4任一项所述负氧离子触媒装修污染净化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：称取各自用量的各个组分；
S2：将膨润土处理粉末、贝壳粉改性物、钛改性碳纳米管、电气石粉、氧化锌微粉、助剂、硅胶微粉加入到去离子水中，充分搅拌均匀，再加入粘结剂，并再次搅拌均匀，得到混合物；
S3：向乙二醇中加入石膏粉和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下将所得的混合稀浆液加入到步骤S2的混合物中，然后在高速分散机中，在1500-1600转/分钟的转速下混合均匀，即得所述负氧离子触媒装修污染净化剂。
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