CN108744854B - 一种空气净化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种空气净化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种空气净化剂及其制备方法和应用。所述空气净化剂的制备方法，包括如下步骤：(a)混合硅藻土、沸石粉和水，加热至60‑90℃浸泡，取上层液体，干燥，得到组分A；(b)研磨氧化铝，除去杂质，得到组分B；(c)将组分A、组分B和麦芽糊精混合，得到所述空气净化剂。本发明将硅藻土、沸石粉混合，加热至特定温度，将硅藻土与沸石粉中的有效成分提取出，在麦芽糊精的粘结作用下与氧化铝混合均匀，得到的空气净化剂，能够兼顾去除空气中的甲醛、苯系物和氨，对三者的去除率均≥90％，具有优异的空气净化效果。

Description

一种空气净化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种空气净化剂及其制备方法和应用。
背景技术
甲醛是一种无色气体，有特殊的刺激气味，其主要危害表现为对皮肤黏膜的刺激作用、致敏作用、致突变作用等。室内空气中的甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物，特别是冬天的空气中甲醛对人体的危害最大。而目前主要清理甲醛的方法包括通风、使用活性炭和植物法几种，但是清除速度慢、残留量大，不能达到较好的空气净化效果。
随着居室装修的日益普遍，特别是室内装潢材料偶的大量使用，以甲苯为代表的的苯系物已经成为室内空气的主要污染物之一。室内甲苯主要来源于含甲苯的室内装潢材料的挥发，而这一挥发是一个持续性的过程，在没有充足的室内通风等条件下，室内甲苯的浓度始终保持在一定水平。长期处于含有低浓度的甲苯的环境中，容易引发呼吸道疾病、妊娠综合症、新生儿免疫降低以及鼻咽癌等，而高浓度的甲苯环境则能导致肝脏、神经***、免疫***的严重损害。而目前对于甲苯的去除方法复杂且稳定性差，无法实现对甲苯的高效脱除。根据世界卫生组织公布，甲醛在一类致癌物清单中，甲苯在三类致癌物清单中。
氨气是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，其是一种碱性物质，对所接触的皮肤组织有腐蚀和刺激作用，可以通过吸收皮肤组织中的水分，在浓度过高时除腐蚀作用外，还会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。目前，装饰装修材料中如板材使用的胶黏剂中的脲素本身含有的氨释放到空气中，以及人体代谢物产生的氨类化合物等均是室内空气中氨气的来源。
而现有技术中对空气净化的产品，净化性能单一，仅能单独针对某种物质进行脱除，无法兼顾多种污染物质。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种空气净化剂的制备方法，以解决现有技术中存在的净化性能单一、无法兼顾多种污染物质的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种空气净化剂，所述空气净化剂能够脱除空气中的甲醛、苯系物和氨，对三者的去除率均≥90％，具有优异的空气净化效果。
本发明的第三目的在于提供一种所述空气净化剂的应用，所述空气净化剂在空气净化领域，可用于去除空气中的甲醛、和/或苯系物、和/或氨，具有优异的空气净化效果。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种空气净化剂的制备方法，包括如下步骤：
(a)混合硅藻土、沸石粉和水，加热至60-90℃浸泡，取上层液体，干燥，得到组分A；
(b)研磨氧化铝，除去杂质，得到组分B；
(c)将组分A、组分B和麦芽糊精混合，得到所述空气净化剂。
本发明所述的空气净化剂的制备方法，将硅藻土、沸石粉混合，加热至特定温度，沸石粉在该条件下发生崩解，粒径较大的部分沉至底部，而粒径较小的部分分散于水中，通过该方法将硅藻土与沸石粉中的有效成分提取出，粒径较小的部分的空气净化效果优异，在麦芽糊精的粘结作用下与氧化铝混合均匀，得到空气净化剂。
本发明中的步骤(a)和(b)无先后顺序限定，可更换，并且也可同时进行。
优选的，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为20-30份和40-60份。更优选的，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为22-28份和45-55份。进一步优选的，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为25份和50份。
如在不同实施例中，硅藻土的用量可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等等；沸石粉的用量可以为40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份等等。
优选的，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为50-80份、15-25份和2-8份。更优选的，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为70-80份、18-22份和3-7份。进一步优选的，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为75份、20份和5份。
如在不同实施例中，组分A的用量可以为50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份等等；组分B的用量可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份等等；麦芽糊精的用量可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份等等。
优选的，步骤(a)中，加热至80±5℃，浸泡4-10d。更优选的，加热至80℃，浸泡7d。
采用上述加热温度和浸泡时间，能够保证沸石粉的崩解，去除沸石粉中的杂质，提取得到沸石粉中的有效物质；如温度过高，得到的组分的颜色太深，如温度过低，沸石粉无法顺利崩解，有效物质无法顺利提取。
优选的，步骤(a)中，干燥至水含量≤5％。更优选的，进行干燥前，将上层液体晾晒使其降至室温。进一步优选的，步骤(a)中，所述干燥的温度≤100℃。
本发明中所述的室温是指20-25℃。
优选的，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度≥350目。更优选的，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度为350-400目。
采用上述粒度的氧化铝，能有效促进空气净化剂的压片成型，如太细则无法压片成型，而太粗时，在使用过程中易于分散，无法保持原型。
优选的，步骤(b)中，所述除去杂质的方法包括：通过磁性物质对氧化铝中的磁性杂质进行吸附，以除去杂质。
氧化铝中包括部分重金属元素，通过磁性材料的吸附能够除去氧化铝中大部分重金属元素，以使制备得到的空气净化剂本身无污染，并且避免包含的重金属元素对甲醛、苯系物和氨的去除过程的影响。
优选的，所述硅藻土的粒度为200-300目。
如在不同实施例中，硅藻土的粒度可以为200目、220目、240目、260目、280目、300目等等。
硅藻土的上述粒度范围，能有效促进空气净化剂的压片成型。
优选的，所述沸石粉的粒度为60-100目。更优选的，所述沸石粉的粒度为75-85目，进一步优选为80目。
如在不同实施例中，沸石粉的粒度可以为60目、70目、75目、80目、85目、90目、100目等等。
沸石粉的上述粒度范围，配合加热温度及浸泡时间，能够进一步促进沸石粉崩解，提取得到其中的有效物质。
优选的，所述制备方法还包括：将组分A、组分B和麦芽糊精混合后，压片成型，即得。
本发明还提供了一种采用上述空气净化剂的制备方法制备得到的空气净化剂。
优选的，所述空气净化剂的直径为2-10mm，优选为4-8mm。
如在不同实施例中，所述空气净化剂的直径可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等等。
本发明还提供了一种所述空气净化剂的在空气净化领域中的应用。
优选的，所述空气净化剂用于去除空气中的甲醛、和/或苯系物、和/或氨。
优选的，所述空气净化剂的使用量为30-40g/m3，优选为100g/3m3。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明将硅藻土、沸石粉混合，加热至特定温度，沸石粉在该条件下发生崩解，粒径较大的部分沉至底部，而粒径较小的部分分散于水中，通过该方法将硅藻土与沸石粉中的有效成分提取出，在麦芽糊精的粘结作用下与氧化铝混合均匀，得到空气净化剂；
(2)本发明所述的空气净化剂能够兼顾去除空气中的甲醛、苯系物和氨，对三者的去除率均≥90％，具有优异的空气净化效果；
(3)本发明所述的空气净化剂的制备过程中不采用其它化学试剂，环保无废物排出，制备方法简单，适于大量生产；
(4)本发明所述的空气净化剂用于去除空气中的甲醛、苯系物和氨时，使用量少即可达到优异的去除率，成本低。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种空气净化剂的制备方法，包括如下步骤：
(a)混合硅藻土、沸石粉和水，加热至60-90℃浸泡，取上层液体，干燥，得到组分A；
(b)研磨氧化铝，除去杂质，得到组分B；
(c)将组分A、组分B和麦芽糊精混合，得到所述空气净化剂。
本发明所述的空气净化剂的制备方法，将硅藻土、沸石粉混合，加热至特定温度，沸石粉在该条件下发生崩解，粒径较大的部分沉至底部，而粒径较小的部分分散于水中，通过该方法将硅藻土与沸石粉中的有效成分提取出，在麦芽糊精的粘结作用下与氧化铝混合均匀，得到空气净化剂。
在本发明一优选实施方式中，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为20-30份和40-60份。更优选的，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为22-28份和45-55份。进一步优选的，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为25份和50份。
在本发明一优选实施方式中，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为50-80份、15-25份和2-8份。更优选的，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为70-80份、18-22份和3-7份。进一步优选的，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为75份、20份和5份。
在本发明一优选实施方式中，步骤(a)中，加热至80±5℃，浸泡4-10d。更优选的，加热至80℃，浸泡7d。
采用上述加热温度和浸泡时间，能够保证沸石粉的崩解，去除沸石粉中的杂质，提取得到沸石粉中的有效物质；如温度过高，得到的组分的颜色太深，如温度过低，沸石粉无法顺利崩解，有效物质无法顺利提取。
在本发明一优选实施方式中，步骤(a)中，干燥至水含量≤5％。更优选的，进行干燥前，将上层液体晾晒使其降至室温。进一步优选的，步骤(a)中，所述干燥的温度≤100℃。
在本发明一优选实施方式中，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度≥350目。更优选的，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度为350-400目。
采用上述粒度的氧化铝，能有效促进空气净化剂的压片成型，如太细则无法压片成型，而太粗时，在使用过程中易于分散，无法保持原型。
在本发明一优选实施方式中，步骤(b)中，所述除去杂质的方法包括：通过磁性物质对氧化铝中的磁性杂质进行吸附，以除去杂质。
氧化铝中包括部分重金属元素，通过磁性材料的吸附能够除去氧化铝中大部分重金属元素，以使制备得到的空气净化剂本身无污染，并且避免包含的重金属元素对甲醛、苯系物和氨的去除过程的影响。
在本发明一优选实施方式中，所述硅藻土的粒度为200-300目。
硅藻土的上述粒度范围，能有效促进空气净化剂的压片成型。
在本发明一优选实施方式中，所述沸石粉的粒度为60-100目。更优选的，所述沸石粉的粒度为75-85目。
沸石粉的上述粒度范围，配合加热温度及浸泡时间，能够进一步促进沸石粉崩解，提取得到其中的有效物质。
在本发明一优选实施方式中，所述制备方法还包括：将组分A、组分B和麦芽糊精混合后，压片成型，即得。
本发明还提供了一种采用上述空气净化剂的制备方法制备得到的空气净化剂。
在本发明一优选实施方式中，所述空气净化剂的直径为2-10mm，优选为4-8mm。
本发明还提供了一种所述空气净化剂的在空气净化领域中的应用。
在本发明一优选实施方式中，所述空气净化剂用于去除空气中的甲醛、和/或苯系物、和/或氨。
在本发明一优选实施方式中，所述空气净化剂的使用量为30-40g/m3，优选为100g/3m3。
本发明采用的主要原料如下：
硅藻土：生产厂商为广州健瑞达硅藻泥厂；
沸石粉：生产厂商为河南信阳滩业沸石粉公司；
氧化铝：生产厂商为苏州望亭研磨材料有限公司。
实施例1
本实施例所述的空气净化剂的制备方法，步骤如下：
(a)按重量份数计称取硅藻土25份和沸石粉50份混合，加入适量水进行搅拌，加热至80℃浸泡7d后，取上层液体，晾晒至室温25℃后，于80℃烘至水含量≤5％，得到组分A；
其中，所述硅藻土的粒度为200目，所述沸石粉的粒度为80目；
(2)将氧化铝研磨至400目，通过磁铁吸附除去氧化铝中的杂质，得到组分B；
(3)将按重量份数计的75份组分A和20份组分B混合均匀后，加入5份麦芽糊精混合均匀，压片，即得所述空气净化剂。
采用模具压片，压片的直径为4mm，但不局限于此，可根据实际需求，得到如2mm、6mm、8mm、10mm等的尺寸，在这些尺寸范围内，得到的片状空气净化剂，结构保持完整，稳定性好。
实施例2
本实施例所述的空气净化剂的制备方法，步骤如下：
(a)按重量份数计称取硅藻土20份和沸石粉60份混合，加入适量水进行搅拌，加热至80℃浸泡7d后，取上层液体，晾晒至室温25℃后，于80℃烘至水含量≤5％，得到组分A；
其中，所述硅藻土的粒度为200目，所述沸石粉的粒度为80目；
(2)将氧化铝研磨至400目，通过磁铁吸附除去氧化铝中的杂质，得到组分B；
(3)将按重量份数计的50份组分A和25份组分B混合均匀后，加入2份麦芽糊精混合均匀，压片，即得所述空气净化剂。
实施例3
本实施例所述的空气净化剂的制备方法，步骤如下：
(a)按重量份数计称取硅藻土30份和沸石粉40份混合，加入适量水进行搅拌，加热至80℃浸泡7d后，取上层液体，晾晒至室温25℃后，于80℃烘至水含量≤5％，得到组分A；
其中，所述硅藻土的粒度为200目，所述沸石粉的粒度为80目；
(2)将氧化铝研磨至400目，通过磁铁吸附除去氧化铝中的杂质，得到组分B；
(3)将按重量份数计的80份组分A和15份组分B混合均匀后，加入8份麦芽糊精混合均匀，压片，即得所述空气净化剂。
实施例4
本实施例参考实施例1的制备方法，区别仅在于：步骤(a)中的加热温度为60℃。
实施例5
本实施例参考实施例1的制备方法，区别仅在于：步骤(a)中的加热温度为90℃。
实施例6
本实施例参考实施例1的制备方法，区别仅在于：所述沸石粉的粒度为60目。
实验例1
为了进一步说明本发明各实施例制备得到的空气净化剂的净化效果，针对各实施例制备得到的空气净化剂对甲醛、苯系物(包括苯、甲苯和二甲苯)和氨的去除率进行检测，其检测结果如表1所示。
其中，检测具体条件如下：
检测在试验舱中进行，试验舱内环境如下：体积1.5m3，温度为19±2℃，相对湿度为50±10％RH；
空气净化剂的用量为：50g；
检测步骤：将空气净化剂均匀放置于试验舱内，24h后进行测试；具体检测依据和方法参考QB/T2761-2006《室内空气净化产品效果测定方法》；
试验舱中的去除率的计算公式为：
去除率＝[(C0-C1)/C0]×100％
其中，C0为未加入所述空气净化剂的试验舱中的甲醛、苯系物或氨的初始浓度，C1为加入所述空气净化剂24h后试验舱中的甲醛、苯系物或氨的浓度。
表1不同空气净化剂的去除率测试
编号 甲醛 苯系物 氨
实施例1 98％ 99％ 97％
实施例2 97％ 96％ 96％
实施例3 96％ 97％ 95％
实施例4 95％ 96％ 93％
实施例5 97％ 97％ 94％
实施例6 94％ 95％ 93％
从上表中可知，通过本发明制备得到的空气净化剂，能够兼顾除去空气中的甲醛、苯系物和氨，对三者的去除率均≥90％，具有优异的空气净化效果。并且，所述制备过程简单，不采用其它化学试剂，环保无污染，适于大量生产。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种空气净化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)混合硅藻土、沸石粉和水，加热至80℃，浸泡7d，取上层液体，干燥，得到组分A；
(b)研磨氧化铝，除去杂质，得到组分B；
(c)将组分A、组分B和麦芽糊精混合，得到所述空气净化剂；
按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为20-30份和40-60份；
按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为50-80份、15-25份和2-8份；
所述沸石粉的粒度为75-85目；
步骤(b)中，所述除去杂质的方法包括：通过磁性物质对氧化铝中的磁性杂质进行吸附，以除去杂质。
2.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为22-28份和45-55份。
3.根据权利要求2所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述硅藻土和沸石粉分别为25份和50份。
4.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为70-80份、18-22份和3-7份。
5.根据权利要求4所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述组分A、组分B和麦芽糊精分别为75份、20份和5份。
6.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，所述硅藻土的粒度为200-300目。
7.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度≥350目。
8.根据权利要求7所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，研磨氧化铝至粒度为350-400目。
9.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，干燥至水含量≤5％。
10.根据权利要求9所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，进行干燥前，将上层液体晾晒使其降至室温。
11.根据权利要求9所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述干燥的温度≤100℃。
12.根据权利要求1所述的空气净化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将组分A、组分B和麦芽糊精混合后，压片成型，即得。
13.权利要求1-12任一项所述的空气净化剂的制备方法制备得到的空气净化剂。
14.根据权利要求13所述的空气净化剂，其特征在于，所述空气净化剂的直径为2-10mm。
15.根据权利要求14所述的空气净化剂，其特征在于，所述空气净化剂的直径为4-8mm。
16.权利要求13-15任一项所述的空气净化剂在空气净化领域中的应用，其特征在于，所述空气净化剂用于去除空气中的甲醛、和/或苯系物、和/或氨。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，所述空气净化剂的使用量为30-40g/m3。
18.根据权利要求17所述的应用，其特征在于，所述空气净化剂的使用量为100g/3m3。
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