CN111644049A - 一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料及其净化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料及其净化器，其中，催化分解甲醛材料包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下重量份的原料组成：氧化锰纤维微球、甲基甘氨酸脯氨酸、壳聚糖季铵盐、粘接剂、纳米二氧化钛、纳米四氧化三钴、蒸馏水、助剂；氧化锰纤维微球的制备方法为：通过宽度1.5m、内部纤维杂乱分布的氧化锰纤维膜加捻聚拢成氧化锰纤维束条，然后经切断后挤压成多孔结构纳米纤维微球。由于涂层内的高孔隙率氧化锰纤维微球表面及内部存在大量的微孔，因此，本发明的催化分解甲醛材料能够快速吸附空气中的甲醛，进行催化分解，甲醛去除率好。
Description
技术领域
本发明涉及净化材料技术领域，具体是一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料及其净化器。
背景技术
甲醛，又称蚁醛。无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼、鼻等有刺激作用。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用。甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感，大于0.08m 3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。长期接触甲醛增大了患上霍奇金淋巴瘤、多发性骨髓瘤、骨髓性白血病等特殊癌症的几率。
甲醛是气态污染物中对人体危害较大物质。在利用化学过滤去除甲醛方面，采用金属氧化物中的二氧化锰作为甲醛分解催化剂已被认为是可行，而且在一些方面具备一定优势的方式。目前，作为甲醛分解催化剂的二氧化锰限定为纳米级二氧化锰，由此才能具备足够的比表面积以使该甲醛分解催化剂达到使用上可接受的除甲醛效率。
但是现有技术中的甲醛催化分解材料对甲醛的去除效率仍然不高，难以达到高效净化空气中所含的甲酸污染物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料及其净化器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下重量份的原料组成：56-60份的氧化锰纤维微球、13-18份的甲基甘氨酸脯氨酸、2-5份的壳聚糖季铵盐、25-30份的粘接剂、17-20份的纳米二氧化钛、7-11份的纳米四氧化三钴、35-40份的蒸馏水、3-5份的助剂；
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：1)、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；2)、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；3)、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过高压挤压后，得到氧化锰微球。
作为本发明进一步的方案：所述粘接剂采用丙烯酸系粘接剂或聚氨酯系粘接剂。
作为本发明进一步的方案：所述助剂包括光稳定剂、消泡剂和分散剂。
作为本发明进一步的方案：所述光稳定剂采用邻羟基二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类中的一种或多种混合物。
作为本发明进一步的方案：所述消泡剂采用月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种混合物。
作为本发明进一步的方案：所述分散剂采用三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇中的一种或多种混合物。
作为本发明进一步的方案：所述催化分解涂层由如下具体重量份的原料组成：58份的氧化锰纤维微球、15份的甲基甘氨酸脯氨酸、3份的壳聚糖季铵盐、27份的粘接剂、19份的纳米二氧化钛、8份的纳米四氧化三钴、37份的蒸馏水、4份的助剂。
作为本发明进一步的方案：所述柔性氧化锰纳米纤维膜的幅宽为1.2-1.5m，氧化锰微球的直径为0.5-1.3mm。
一种净化器，采用上述任一所述的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，用于催化分解甲醛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的催化分解涂层含有氧化锰纤维微球，氧化锰纤维微球上含有大量微孔结构，大量增加的微孔结构有利于快速吸附空气中的甲醛，然后，进一步分解甲醛，极大的提升了除甲醛的能力；作为滤芯或滤网应用在净化器中，气流不但与氧化锰纤维微球表面接触，将气流中的甲醛吸附和分解，而且气流会渗入氧化锰纤维微球内部，使得氧化锰纤维微球内部的功能物质同样将甲醛吸附和分解成水和二氧化碳，极大的提升了祛除甲醛的能力；甲基甘氨酸脯氨酸的氨基能与甲醛迅速结合，生成羟甲基化合物；配合壳聚糖季铵盐，能够进一步提高与甲醛反应的速率；同时纳米二氧化钛和纳米四氧化三钴也能进一步催化分解甲醛。本发明的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料能够快速吸附空气中的甲醛，进行催化分解，甲醛去除率高，可长期应用在净化器中使用。
具体实施方式
下面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1：
一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，载体采用纤维织物，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下重量份的原料组成：56份的氧化锰纤维微球、13份的甲基甘氨酸脯氨酸、2份的壳聚糖季铵盐、25份的粘接剂、17份的纳米二氧化钛、7份的纳米四氧化三钴、35份的蒸馏水、3份的助剂；
其中，所述氧化锰纤维微球的制备方法为：1)、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；2)、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；3)、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过高压挤压后，得到氧化锰微球。其中，所述柔性氧化锰纳米纤维膜的幅宽为1.2-1.5m，氧化锰微球的直径为0.5-1.3mm。
其中，所述粘接剂采用丙烯酸系粘接剂。所述助剂包括光稳定剂、消泡剂和分散剂。所述光稳定剂采用邻羟基二苯甲酮类和苯并***类的混合物，邻羟基二苯甲酮类的重量占45％。所述消泡剂采用硬脂酸。所述分散剂采用三乙基己基磷酸。
一种净化器，采用上述所述的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，用于催化分解甲醛。
实施例2：
一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，载体采用纤维织物，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下重量份的原料组成：60份的氧化锰纤维微球、18份的甲基甘氨酸脯氨酸、5份的壳聚糖季铵盐、30份的粘接剂、20份的纳米二氧化钛、11份的纳米四氧化三钴、40份的蒸馏水、5份的助剂；
其中，所述氧化锰纤维微球的制备方法为：1)、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；2)、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；3)、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过高压挤压后，得到氧化锰微球。其中，所述柔性氧化锰纳米纤维膜的幅宽为1.2-1.5m，氧化锰微球的直径为0.5-1.3mm。
其中，所述粘接剂采用聚氨酯系粘接剂。所述助剂包括光稳定剂、消泡剂和分散剂。所述光稳定剂采用水杨酸酯类。所述消泡剂采用月桂酸。所述分散剂采用十二烷基硫酸钠。
一种净化器，采用上述任一所述的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，用于催化分解甲醛。
实施例3：
一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，载体采用金属滤网，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下具体重量份的原料组成：58份的氧化锰纤维微球、15份的甲基甘氨酸脯氨酸、3份的壳聚糖季铵盐、27份的粘接剂、19份的纳米二氧化钛、8份的纳米四氧化三钴、37份的蒸馏水、4份的助剂；
其中，所述氧化锰纤维微球的制备方法为：1)、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；2)、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；3)、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过高压挤压后，得到氧化锰微球。其中，所述柔性氧化锰纳米纤维膜的幅宽为1.2-1.5m，氧化锰微球的直径为0.5-1.3mm。
其中，所述粘接剂采用丙烯酸系粘接剂。所述助剂包括光稳定剂、消泡剂和分散剂。所述光稳定剂采用三嗪类。所述消泡剂采用聚氧丙烯甘油醚中。所述分散剂采用甲基戊醇。
一种净化器，采用上述任一所述的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，用于催化分解甲醛。
通过下列步骤测试各实施例的材料催化分解甲醛的效果：
1、将实施例1-3的催化分解甲醛材料裁切成10cm×10cm大小的测试块，选择市售的某类甲醛催化分解过滤网裁切成10cm×10cm大小的对比块；
2、用4组塑料袋捕获含有甲醛的空气，用取样器抽取塑料袋中的气体，使用液相色谱仪测试气体中的甲醛浓度，记录为C1；
3、将实施例1-3的测试块和对比块分别放入对应塑料袋中，用紫外线照射处理30min后，用取样器抽取塑料袋中的气体，使用液相色谱仪测试气体中的甲醛浓度，记录为C2；
4、计算结果：甲醛去除率为(C1-C2)/C1×100％，结果见下表。
| 测试例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 甲醛去除率(％) | 92 | 94 | 93 | 81 |
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (9)
1.一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，包括载体和涂覆在载体上的催化分解涂层，所述载体上分布设置有多个透气孔，所述催化分解涂层由如下重量份的原料组成：56-60份的氧化锰纤维微球、13-18份的甲基甘氨酸脯氨酸、2-5份的壳聚糖季铵盐、25-30份的粘接剂、17-20份的纳米二氧化钛、7-11份的纳米四氧化三钴、35-40份的蒸馏水、3-5份的助剂；
所述氧化锰纤维微球的制备方法为：1）、通过静电纺丝的方式制备柔性氧化锰纳米纤维膜；2）、将柔性氧化锰纳米纤维膜连续放卷喂送到锥形舱体中，通过锥形舱体中的加捻装置将柔性氧化锰纳米纤维膜聚拢，并加捻成氧化锰纤维；3）、将氧化锰纤维切断后，放入圆球舱体内，经过高压挤压后，得到氧化锰微球。
2.根据权利要求1所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述粘接剂采用丙烯酸系粘接剂或聚氨酯系粘接剂。
3.根据权利要求1所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述助剂包括光稳定剂、消泡剂和分散剂。
4.根据权利要求3所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述光稳定剂采用邻羟基二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求3所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述消泡剂采用月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求3所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述分散剂采用三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述催化分解涂层由如下具体重量份的原料组成：58份的氧化锰纤维微球、15份的甲基甘氨酸脯氨酸、3份的壳聚糖季铵盐、27份的粘接剂、19份的纳米二氧化钛、8份的纳米四氧化三钴、37份的蒸馏水、4份的助剂。
8.根据权利要求1所述的一种纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，其特征在于，所述柔性氧化锰纳米纤维膜的幅宽为1.2-1.5m，氧化锰微球的直径为0.5-1.3mm。
9.一种净化器，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的纤维表面多孔结构的催化分解甲醛材料，用于催化分解甲醛。
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