CN109603522A - 一种高效空气净化材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气净化材料的制备技术领域，具体涉及一种高效空气净化材料；包括以下重量份的原料：电气石、膨润土、蒙脱石、纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼、氧化镍、甲壳素纳米纤维、柠檬酸钠和二甲基丙烯酸乙二醇酯；本发明提供了一种高效空气净化材料，通过调整电气石、膨润土、蒙脱石、纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼、氧化镍、甲壳素纳米纤维、柠檬酸钠和二甲基丙烯酸乙二醇酯等的比例掺量和工艺参数，可对空气净化材料的净化吸附性能进行不同程度的改性提升，空气净化能力稳定；而且本发明生产工艺简单、易操作，具有良好的经济效益和应用价值。

Description

一种高效空气净化材料

技术领域

本发明涉及空气净化材料的制备技术领域，具体涉及一种高效空气净化材料。

背景技术

随着我国人民生活水平的迅速提高，现代人对生活质量和健康的追求越来越高，结果是住房面积增大，装修的越来越豪华、严密。但由于我国建筑装饰材料的卫生质量标准，产品质量的监督与管理等方面管理不到位，造成大量的劣质装修材料充斥着建材市场。

人的一生大部分时间是在室内度过的，室内空气质量的好坏直接关系到人体的健康。美国专家检测发现，在室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种，其中，危害较大的主要有：甲醛、氡、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。研究表明，室内空气的污染程度要比室外空气严重2-5倍，在特殊情况下可达到100倍。据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7％的呼吸道疾病，22％的慢性肺病和15％的气管炎、支气管炎和肺癌。世界卫生组织把室内空气污染列为18类致癌物质之首。空气中的有害颗粒物一般指MP2.5(固体颗粒物粒径在2.5微米)以及更细小的颗粒，甲醛是公认的强毒物质，其对人体的毒害具有强毒性。近年来，居室装修造成室内空气甲醛污染及对人体危害的研究已成为社会关注热点。甲醛对人体健康的危害极大，室内空气甲醛含量大于0.1mg/m³就会对呼吸***产生危害，高浓度甲醛对神经***、免疫***、肝脏都有危害，被世界卫生组织(WHO)确定为可疑致畸、致癌物质。因此，国际上，建筑材料领域已提出以纳米功能材料的催化分解和吸附功能为基础，向着使人体舒适健康的方向发展的目标。

目前，有关高效空气净化材料的试验还大都集中实验室中来改善空气净化材料的性能，但在净化性能方面，仍有很大提升空间，为此，对于一种高效空气净化材料，我们需要提供一种新思路。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效空气净化材料，本发明的空气净化材料，通过调整电气石、膨润土、蒙脱石、纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼、氧化镍、甲壳素纳米纤维、柠檬酸钠和二甲基丙烯酸乙二醇酯等的比例掺量和工艺参数，可对空气净化材料的净化吸附性能进行不同程度的改性提升，空气净化能力稳定；而且本发明生产工艺简单、易操作，具有良好的经济效益和应用价值，同时耗能相对较低、产品稳定性好、绿色环保、成本低、适于工业化生产以及大规模使用。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80份、膨润土45份、蒙脱石25份、纳米二氧化锰20份、纳米二氧化钛12份、氧化铈14份、氧化钼10份、氧化镍8份、甲壳素纳米纤维15份、柠檬酸钠16份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石100份、膨润土50份、蒙脱石26份、纳米二氧化锰18份、纳米二氧化钛14份、氧化铈12份、氧化钼12份、氧化镍10份、甲壳素纳米纤维12份、柠檬酸钠15份和二甲基丙烯酸乙二醇酯45份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石120份、膨润土40份、蒙脱石27份、纳米二氧化锰22份、纳米二氧化钛15份、氧化铈16份、氧化钼11份、氧化镍14份、甲壳素纳米纤维14份、柠檬酸钠17份和二甲基丙烯酸乙二醇酯50份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石90份、膨润土60份、蒙脱石28份、纳米二氧化锰24份、纳米二氧化钛13份、氧化铈18份、氧化钼13份、氧化镍12份、甲壳素纳米纤维16份、柠檬酸钠18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯60份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

本发明具有以下有益效果：

由于上述电气石、膨润土、蒙脱石具有多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，而且同时可有效产生负离子，提高空气中负离子浓度，经煅烧活化后，与纳米二氧化钛、甲壳素纳米纤维混合，不仅杀菌性能好，而且比表面积极大，形成多微孔网格结构，吸附性能和离子交换能力优异，增强了基体的支撑力和耐久力，能提高基体的稳定性、强度、密实度和均匀度；而本发明通过添加纳米二氧化锰、氧化铈、氧化钼和氧化镍等过渡金属元素氧化物作为改善基体的改性材料，由于多价态过渡金属氧化物其价态的不断循环转化，时期晶粒表面的晶格氧原子有相当强的可移动性，因而催化活性较高，使其对甲醛、甲苯等催化去除的效率提高，不易出现吸附饱和现象，使得材料的使用寿命增加，极大地改善了空气净化材料的吸附净化性能，能有效除去室内的甲醛、甲苯、二甲苯、硫化物、VOC和异味等物质，并具有杀菌抑菌性能；同时通过添加柠檬酸钠、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，可使上述添加材料的活性基团结合程度更高，进一步提高了其空气吸附净化性能；

本发明的空气净化材料，通过调整电气石、膨润土、蒙脱石、纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼、氧化镍、甲壳素纳米纤维、柠檬酸钠和二甲基丙烯酸乙二醇酯等的比例掺量和工艺参数，可对空气净化材料的净化吸附性能进行不同程度的改性提升，空气净化能力稳定；而且本发明生产工艺简单、易操作，具有良好的经济效益和应用价值，同时耗能相对较低、产品稳定性好、绿色环保、成本低、适于工业化生产以及大规模使用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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1：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80份、膨润土45份、蒙脱石25份、纳米二氧化锰20份、纳米二氧化钛12份、氧化铈14份、氧化钼10份、氧化镍8份、甲壳素纳米纤维15份、柠檬酸钠16份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

实施例2：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石100份、膨润土50份、蒙脱石26份、纳米二氧化锰18份、纳米二氧化钛14份、氧化铈12份、氧化钼12份、氧化镍10份、甲壳素纳米纤维12份、柠檬酸钠15份和二甲基丙烯酸乙二醇酯45份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

实施例3：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石120份、膨润土40份、蒙脱石27份、纳米二氧化锰22份、纳米二氧化钛15份、氧化铈16份、氧化钼11份、氧化镍14份、甲壳素纳米纤维14份、柠檬酸钠17份和二甲基丙烯酸乙二醇酯50份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

实施例4：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石90份、膨润土60份、蒙脱石28份、纳米二氧化锰24份、纳米二氧化钛13份、氧化铈18份、氧化钼13份、氧化镍12份、甲壳素纳米纤维16份、柠檬酸钠18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯60份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

实施例5：

一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

优选的，一种高效空气净化材料，包括以下重量份的原料：电气石110份、膨润土55份、蒙脱石30份、纳米二氧化锰23份、纳米二氧化钛14份、氧化铈15份、氧化钼14份、氧化镍10份、甲壳素纳米纤维13份、柠檬酸钠16份和二甲基丙烯酸乙二醇酯55份。

一种高效空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。

对上述实施例1-5中所得环保材料(均称取500g)在10m³密闭空间内模拟对空气中的污染物如甲醛、甲苯、二甲苯、二氧化硫以及抗菌性能等进行测试，检测方法根据空气质量标准GB/T18883-2002进行检测，性能测试数据如下表所示：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上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精神和范围。

Claims (6)

1.一种高效空气净化材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：电气石80-120份、膨润土40-60份、蒙脱石25-30份、纳米二氧化锰18-24份、纳米二氧化钛12-15份、氧化铈12-18份、氧化钼10-14份、氧化镍8-14份、甲壳素纳米纤维12-16份、柠檬酸钠15-18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30-60份。

2.根据权利要求1所述的一种高效空气净化材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：电气石80份、膨润土45份、蒙脱石25份、纳米二氧化锰20份、纳米二氧化钛12份、氧化铈14份、氧化钼10份、氧化镍8份、甲壳素纳米纤维15份、柠檬酸钠16份和二甲基丙烯酸乙二醇酯30份。

3.根据权利要求1所述的一种高效空气净化材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：电气石100份、膨润土50份、蒙脱石26份、纳米二氧化锰18份、纳米二氧化钛14份、氧化铈12份、氧化钼12份、氧化镍10份、甲壳素纳米纤维12份、柠檬酸钠15份和二甲基丙烯酸乙二醇酯45份。

4.根据权利要求1所述的一种高效空气净化材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：电气石120份、膨润土40份、蒙脱石27份、纳米二氧化锰22份、纳米二氧化钛15份、氧化铈16份、氧化钼11份、氧化镍14份、甲壳素纳米纤维14份、柠檬酸钠17份和二甲基丙烯酸乙二醇酯50份。

5.根据权利要求1所述的一种高效空气净化材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：电气石90份、膨润土60份、蒙脱石28份、纳米二氧化锰24份、纳米二氧化钛13份、氧化铈18份、氧化钼13份、氧化镍12份、甲壳素纳米纤维16份、柠檬酸钠18份和二甲基丙烯酸乙二醇酯60份。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种高效空气净化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将上述比重的电气石、膨润土和蒙脱石混合加入粉碎机中进行粉碎，过50-80目筛，然后在马弗炉中温度为400-450℃的条件下煅烧30-50min，冷却至室温、水洗、过滤、球磨，过80-120目筛，得到混合组分A；

S2、将上述比重的纳米二氧化锰、纳米二氧化钛、氧化铈、氧化钼和氧化镍在转速为380-580r/min的条件下搅拌混合2-5h，混合均匀后向其中加入甲壳素纳米纤维和柠檬酸钠，在转速为460-760r/min的条件下继续搅拌混合，得混合组分B；

S3、将上述S1中得到的混合组分A、S2中得到的混合组分B、二甲基丙烯酸乙二醇酯和适量无水乙醇，在转速为560-980r/min的条件下搅拌混合50-80min后，在干燥箱温度为80-95℃的条件下进行烘干1-3h后，即得空气净化材料。