CN110368806A - 一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，包括以下重量份的原料：硅藻土400‑500份、贝壳粉300‑400份、沸石粉40‑60份、六环石10‑30份、负离子粉5‑15份、电气石粉10‑30份、海泡石40‑60份、净化材料20‑50份、凹土30‑50份、防霉抗菌剂3‑6份；所述的净化材料为锐钛矿型二氧化钛；六环石可释放大量的负氧离子，协同净化材料的化学作用达到除甲醛的目的，另外，负氧离子、贝壳粉中的甲壳素以及防霉抗菌剂的联合抗菌，可使得空气净化颗粒长久的具有抗菌防霉性能。

Description

一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对空气质量的要求越来越高，室内装饰装修材料给室内带来的空气污染成为主要的空气污染来源。室内装饰市场调查结果表明，存在有毒气体的室内装饰材料占68％，含挥发性有机化合物高达300多种，其中以甲醛、甲苯、氨及TVOC对人体的伤害最大。它们会对人体的呼吸***、心血管***及神经***产生较大危害。
负氧离子能够直接的将甲醛、甲苯等污染物分解为无毒无味的二氧化碳和水，分解室内污染，对空气的净化有着显著的影响，而且负氧离子被誉为“空气维生素”，医学研究表明，负氧离子使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。据考证，负氧离子对人体7个***，近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗的作用，尤其对人体的保健作用更为明显。
空气净化另一对象就是细菌和霉菌，细菌和霉菌存在于空气中传播扩散，现有空气净化器或者除菌设备大多是依靠物理吸附进行除菌，负氧离子具有一定的杀菌作用，但是现有环境中细菌种类繁多，且现有的抗菌剂有效维持时间短，不能达到长期维持防霉抗菌的功效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，可释放大量的负氧离子，协同净化材料的化学作用达到除甲醛的目的，另外，负氧离子、贝壳粉中的甲壳素以及防霉抗菌剂的联合抗菌，可使得空气净化颗粒长久的具有抗菌防霉性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，包括以下重量份的原料：硅藻土400-500份、贝壳粉300-400份、沸石粉40-60份、六环石10-30份、负离子粉5-15份、电气石粉10-30份、海泡石40-60份、净化材料20-50份、凹土30-50份、防霉抗菌剂3-6份；所述的净化材料为光触媒二氧化钛。
进一步，所述的空气净化颗粒为直径4-5毫米的球体。
进一步，空气净化颗粒由以下重量份的原料制成：硅藻土500份、贝壳粉300份、沸石粉50份、六环石15份、负离子粉10份、电气石粉15份、海泡石50份、净化材料30份、凹土30-50份、防霉抗菌剂3-6份。
进一步，该空气净化颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、净化材料的负载：将光触媒二氧化钛和去离子水加入到搅拌机中，搅拌形成二氧化钛胶体，将硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石进行粉碎预混30min，接着将二氧化钛胶体和预混物加入球磨机中充分研磨混合2h，使得二氧化钛粒子充分的吸附在预混物中，蒸发除去水，放入马弗炉中在500-650℃下进行煅烧5-8h，即得到了二氧化钛负载的复合材料；
第二步、将第一步制备的复合材料、六环石、负离子粉、电气石、凹土和防霉抗菌剂加入球磨机中，以无水乙醇为介质，进行研磨混合2-2.5h；
第三步、将第二步的混合物通入到造粒机中造粒，烘干后，过筛，即得到粒径为4-5毫米的空气净化颗粒。
进一步，所述的防霉抗菌剂的制备方法为：
S1、将0.1mol邻氨基苯硫酚和0.11mol脯氨酸混合均匀加入到微波反应器中，照射20-25min，反应结束后，采用柱层析分离，收集过柱液，旋转蒸发，干燥后即得到了2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑；
S2、将步骤S1制备的2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑加入到反应器中，加入200ml叔戊醇，边搅拌边升温至70-75℃，逐滴滴加0.10-0.12mol硫酸二甲酯，滴加完毕后，升温至80-85℃，继续搅拌反应2h，反应结束后，减压蒸馏除去未反应的硫酸二甲酯和溶剂，用100ml无水***萃取3-5次，将产品在45℃下进行真空干燥6-8h，即得到了防霉抗菌剂。
进一步，步骤S1中，微波反应器的照射功率为450W-550W。
进一步，步骤S1中，柱层析分离所用的洗脱液为乙酸乙酯：甲醇：石油醚＝3:3:8。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其中配方里的硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石具有强吸附作用，可吸附空气中甲醛、苯等有害气体以及细菌霉菌；对于甲醛等有害气体的降解主要包括2个路径：第一、配方中的六环石、负离子粉和电气石粉可释放大量的负氧离子，负氧离子可与甲醛、苯等有机气体直接反应从而达到降解甲醛的目的；第二、另一方面，净化材料采用的光触媒二氧化钛作为光催化剂能与甲醛、苯等有机气体进行光催化，进一步的对甲醛进行降解，从而达到除甲醛的目的；
关于抗菌防霉包括3个路径：第一、释放的负氧离子具有较高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的；第二、贝壳粉中的甲壳素具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高，90％以上的常见细菌在甲壳素纤维上不能存活；第三、在制备空气净化颗粒过程中，第二步长时间的机械混合，使得防霉抗菌剂均匀吸附在硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石中，大大提高了防霉抗菌剂的比表面积，更大范围的接触空气中的细菌和霉菌，从而实现快速高效的除菌目的，防霉抗菌剂中含有高活性的抗菌基团噻唑基团和季铵盐，可抑制和杀死多种细菌和霉菌，由于防霉抗菌剂均匀吸附在多孔材料内部以及海泡石的耐高温吸水的特性，可有效的保护防霉抗菌剂的活性，不被高温氧化分解，从而实现长久的维持抗菌防霉的功效。负氧离子、贝壳粉中的甲壳素以及防霉抗菌剂的联合抗菌，可使得空气净化颗粒长久的具有抗菌防霉性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中，防霉抗菌剂的制备方法为：
S1、将0.1mol邻氨基苯硫酚和0.11mol脯氨酸混合均匀加入到微波反应器中，在500W下照射20min，反应结束后，采用柱层析分离，洗脱液为乙酸乙酯：甲醇：石油醚＝3:3:8，收集过柱液，旋转蒸发，干燥后即得到式A结构的2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑，收率为96.7％；HRMS m/z(ESI+)calcd for C11H12N2S([M+H]+),205.0829；
S2、将步骤S1制备的2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑加入到反应器中，加入200ml叔戊醇，边搅拌边升温至70℃，逐滴滴加0.11mol硫酸二甲酯，滴加完毕后，升温至85℃，继续搅拌反应2h，反应结束后，减压蒸馏除去未反应的硫酸二甲酯和溶剂，用100ml无水***萃取5次，将产品在45℃下进行真空干燥8h，即得到了式B结构的防霉抗菌剂，收率为96.6％；防霉抗菌剂B的红外表征如下所示：IR(KBr):(苯环)、2992(-CH2-),1667-1425(噻唑环),1002、894(季铵盐)cm-1。
反应流程如下：
实施例1
一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，包括以下重量份的原料：
硅藻土500份、贝壳粉300份、沸石粉50份、六环石15份、负离子粉10份、电气石粉15份、海泡石50份、净化材料30份、黏土30份、防霉抗菌剂4份；
所述的净化材料为光触媒二氧化钛；
该空气净化颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、净化材料的负载：将光触媒二氧化钛和去离子水加入到搅拌机中，搅拌形成二氧化钛胶体，将硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石进行粉碎预混30min，接着将二氧化钛胶体和预混物加入球磨机中充分研磨混合2h，使得二氧化钛粒子充分的吸附在预混物中，蒸发除去水，放入马弗炉中在500℃下进行煅烧8h，即得到了二氧化钛负载的复合材料；
第二步、将第一步制备的复合材料、六环石、负离子粉、电气石、凹土和防霉抗菌剂加入球磨机中，以无水乙醇为介质，进行研磨混合2h；
第三步、将第二步的混合物通入到造粒机中造粒，烘干后，过筛，即得到粒径为4-5毫米的空气净化颗粒。
实施例2
一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，包括以下重量份的原料：硅藻土500份、贝壳粉400份、沸石粉40份、六环石10份、负离子粉15份、电气石粉10份、海泡石60份、净化材料50份、凹土3份、防霉抗菌剂3份；
所述的净化材料为光触媒二氧化钛；
该空气净化颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、净化材料的负载：将光触媒二氧化钛和去离子水加入到搅拌机中，搅拌形成二氧化钛胶体，将硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石进行粉碎预混30min，接着将二氧化钛胶体和预混物加入球磨机中充分研磨混合2h，使得二氧化钛粒子充分的吸附在预混物中，蒸发除去水，放入马弗炉中在650℃下进行煅烧5h，即得到了二氧化钛负载的复合材料；
第二步、将第一步制备的复合材料、六环石、负离子粉、电气石、凹土和防霉抗菌剂加入球磨机中，以无水乙醇为介质，进行研磨混合2.5h；
第三步、将第二步的混合物通入到造粒机中造粒，烘干后，过筛，即得到粒径为4-5毫米的空气净化颗粒。
实施例3
一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，包括以下重量份的原料：硅藻土450份、贝壳粉350份、沸石粉60份、六环石20份、负离子粉15份、电气石粉30份、海泡石60份、净化材料50份、凹土30份、防霉抗菌剂6份；
所述的净化材料为光触媒二氧化钛；
该空气净化颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、净化材料的负载：将光触媒二氧化钛和去离子水加入到搅拌机中，搅拌形成二氧化钛胶体，将硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石进行粉碎预混30min，接着将二氧化钛胶体和预混物加入球磨机中充分研磨混合2h，使得二氧化钛粒子充分的吸附在预混物中，蒸发除去水，放入马弗炉中在550℃下进行煅烧7h，即得到了二氧化钛负载的复合材料；
第二步、将第一步制备的复合材料、六环石、负离子粉、电气石、凹土和防霉抗菌剂加入球磨机中，以无水乙醇为介质，进行研磨混合2.5h；
第三步、将第二步的混合物通入到造粒机中造粒，烘干后，过筛，即得到粒径为4-5毫米的空气净化颗粒。
对比例1
不加入防霉抗菌剂，其余同实施例3。
对实施例1-3和对比例制备的空气净化颗粒进行性能测试
(1)甲醛净化性能测试
表一、空气净化颗粒的除甲醛性能
(2)抗菌性能测试
表二、空气净化颗粒的抑菌率结果
空气净化颗粒投入使用90天后，再次测试其抑菌率
表三、使用90天后空气净化颗粒的抑菌率结果
由表一、表二和表三可知，本发明提供的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，具有良好的除甲醛能力且持久性良好，制备的防霉抗菌剂大大提高了空气净化颗粒的防霉抗菌性；具体的：其中配方里的硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石具有强吸附作用，可吸附空气中甲醛、苯等有害气体以及细菌霉菌；对于甲醛等有害气体的降解主要包括2个路径：第一、配方中的六环石、负离子粉和电气石粉可释放大量的负氧离子，负氧离子可与甲醛、苯等有机气体直接反应从而达到降解甲醛的目的；第二、另一方面，净化材料采用的光触媒二氧化钛作为光催化剂能与甲醛、苯等有机气体进行光催化，进一步的对甲醛进行降解，从而达到除甲醛的目的；
关于抗菌防霉包括3个路径：第一、释放的负氧离子具有较高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的；第二、贝壳粉中的甲壳素具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高，90％以上的常见细菌在甲壳素纤维上不能存活；第三、在制备空气净化颗粒过程中，第二步长时间的机械混合，使得防霉抗菌剂均匀吸附在硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石中，大大提高了防霉抗菌剂的比表面积，更大范围的接触空气中的细菌和霉菌，从而实现快速高效的除菌目的，防霉抗菌剂中含有高活性的抗菌基团噻唑基团和季铵盐，可抑制和杀死多种细菌和霉菌，由于防霉抗菌剂均匀吸附在多孔材料内部以及海泡石的耐高温吸水的特性，可有效的保护防霉抗菌剂的活性，不被高温氧化分解，从而实现长久的维持抗菌防霉的功效。负氧离子、贝壳粉中的甲壳素以及防霉抗菌剂的联合抗菌，可使得空气净化颗粒长久的具有抗菌防霉性能。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：包括以下重量份的原料：硅藻土400-500份、贝壳粉300-400份、沸石粉40-60份、六环石10-30份、负离子粉5-15份、电气石粉10-30份、海泡石40-60份、净化材料20-50份、凹土30-50份、防霉抗菌剂3-6份；所述的净化材料为光触媒二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：所述的空气净化颗粒为直径4-5毫米的球体。
3.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：空气净化颗粒由以下重量份的原料制成：硅藻土500份、贝壳粉300份、沸石粉50份、六环石15份、负离子粉10份、电气石粉15份、海泡石50份、净化材料30份、凹土30-50份、防霉抗菌剂3-6份。
4.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：该空气净化颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、净化材料的负载：将光触媒二氧化钛和去离子水加入到搅拌机中，搅拌形成二氧化钛胶体，将硅藻土、贝壳粉、沸石粉和海泡石进行粉碎预混30min，接着将二氧化钛胶体和预混物加入球磨机中充分研磨混合2h，使得二氧化钛粒子充分的吸附在预混物中，蒸发除去水，放入马弗炉中在500-650℃下进行煅烧5-8h，即得到了二氧化钛负载的复合材料；
第二步、将第一步制备的复合材料、六环石、负离子粉、电气石、凹土和防霉抗菌剂加入球磨机中，以无水乙醇为介质，进行研磨混合2-2.5h；
第三步、将第二步的混合物通入到造粒机中造粒，烘干后，过筛，即得到粒径为4-5毫米的空气净化颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：所述的防霉抗菌剂的制备方法为：
S1、将0.1mol邻氨基苯硫酚和0.11mol脯氨酸混合均匀加入到微波反应器中，照射20-25min，反应结束后，采用柱层析分离，收集过柱液，旋转蒸发，干燥后即得到了2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑；
S2、将步骤S1制备的2-(2-吡咯烷基)苯并噻唑加入到反应器中，加入200ml叔戊醇，边搅拌边升温至70-75℃，逐滴滴加0.10-0.12mol硫酸二甲酯，滴加完毕后，升温至80-85℃，继续搅拌反应2h，反应结束后，减压蒸馏除去未反应的硫酸二甲酯和溶剂，用100ml无水***萃取3-5次，将产品在45℃下进行真空干燥6-8h，即得到了防霉抗菌剂。
6.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：步骤S1中，微波反应器的照射功率为450W-550W。
7.根据权利要求1所述的一种具有释放负氧离子去除甲醛功能的空气净化颗粒，其特征在于：步骤S1中，柱层析分离所用的洗脱液为乙酸乙酯：甲醇：石油醚＝3:3:8。
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