一种用于快速高效净化甲醛的固体复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于空气净化技术领域，涉及一种用于快速高效净化甲醛的固体复合材料及其制备方法。具体而言，该固体复合材料由以重量份计的下列成分组成：2～10份聚乙烯吡咯烷酮、1～8份水溶性高分子化合物、4～40份手性氨基醇、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡、1～6份二氧化硅、2～6份氧化镁和1～30份活性炭。通过包括搅拌混合、一体化成型、烘干等步骤的制备方法得到具有所需外形的固体复合材料。该固体复合材料有效解决了固体材料易吸潮的问题，能够快速、高效地吸收甲醛，从而达到净化空气的目的；制备方法简单易行，原材料对身体无毒无害，并且生产成本低，适合于大规模推广应用，极具市场前景。

Solid composite material for quick and efficient purification of formaldehyde and preparation method thereof

The invention belongs to the field of air purification technology, and relates to a solid composite material for quick and efficient purification of formaldehyde and a preparation method thereof. In particular, the solid composite consists of the following components of a weight portion: 2~10 polyvinylpyrrolidone, 1~8 water soluble polymer compounds, 4~40 chiral amino alcohols, 1~6 TiO2, 1~6 two tin oxide, 1~6 SiO2, 2~6 Magnesium Oxide and 1~30 active charcoal. The solid composite material with desired shape is obtained through the preparation process including stirring mixing, integrated molding and drying. The solid composite can effectively solve the problem of moisture absorption of solid materials, can absorb formaldehyde rapidly and efficiently, and thus achieve the purpose of purifying the air. The preparation method is simple and easy, the raw material is harmless to the body, and the production cost is low. It is suitable for large-scale popularization and has a great market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种用于快速高效净化甲醛的固体复合材料及其制备方法
本专利技术属于空气净化
，涉及一种用于快速高效净化甲醛的固体复合材料及其制备方法。
技术介绍
甲醛是原浆毒物质，能够与蛋白质中的氨基结合，进而生成甲酰化蛋白。甲醛对于人体健康的影响包括嗅觉异常、呼吸道刺激、肺功能异常、中枢神经系统影响、免疫功能异常以及损伤细胞内遗传物质，危害严重，不可不察。因此，我国标准规定室内空气中的甲醛浓度不能大于0.08mg/m3，而公共场所空气中的甲醛浓度不得超过0.12mg/m3。目前，室内甲醛污染已成为我国最主要的室内空气污染问题，严重危害人们的生命健康。在日常生活中，装修残留的甲醛、厨房燃料经不完全燃烧产生的甲醛以及日用品(如化纤纺织品、化妆品、清洁剂、杀虫剂等)中含有的甲醛时刻威胁着人们的健康。针对甲醛污染的治理方法已成为环境污染治理研究的热点之一，研究者提出了多种治理甲醛污染的方法，包括通气换气法、植物净化法、物理吸附法等。但是，现有方法都不能快速、高效、彻底地解决甲醛污染问题。因此，研究一种能够高效、快速净化甲醛的新材料是目前亟待解决的难题。中国专利技术专利申请CN105056720A公开了一种用于消除室内甲醛的复合催化材料的制备方法，该制备方法采用多种无机物和有机物的混合材料来实现吸收甲醛的效果。但是，该复合催化材料中的碳酸氢钾具有较强的吸水性能，将其置于空气中极其容易吸潮，影响其使用性能。另外，该复合催化材料的制备方法较为复杂，生产成本较高，制约了该方法的大规模应用。
技术实现思路
为了解决复合材料由于吸潮而影响甲醛净化效果、制备方法复杂、生产成本高等技术问题，本专利技术旨在提供一种用于快速高效净化甲醛的固体复合材料及其制备方法。具体而言，本专利技术采用如下技术方案：一种用于净化甲醛的固体复合材料，其由以重量份计的下列成分组成：2～10份聚乙烯吡咯烷酮、1～8份水溶性高分子化合物、4～40份手性氨基醇、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡、1～6份二氧化硅、2～6份氧化镁和1～30份活性炭。优选的，上述用于净化甲醛的固体复合材料由以重量份计的下列成分组成：4～8份聚乙烯吡咯烷酮、2～6份水溶性高分子化合物、10～30份手性氨基醇、2～5份二氧化钛、2～5份二氧化锡、2～5份二氧化硅、3～5份氧化镁和5～20份活性炭。更优选的，上述用于净化甲醛的固体复合材料由以重量份计的下列成分组成：6份聚乙烯吡咯烷酮、4份水溶性高分子化合物、20份手性氨基醇、3份二氧化钛、3份二氧化锡、3份二氧化硅、4份氧化镁和15份活性炭。在上述用于净化甲醛的固体复合材料中，所述水溶性高分子化合物选自聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)中的任意一种或其任意比例的混合物。在上述用于净化甲醛的固体复合材料中，所述手性氨基醇为两种对映异构体分子等摩尔混合后的外消旋体，选自1,2-二甲氨基乙醇、2,3-二甲氨基丙醇、1,2-二乙氨基乙醇、1,2-二苯氨基乙醇、1,2,2-三苯基-1,2-二氨基乙醇、2,2-二乙基-1,2-二氨基乙醇、N-甲基-N-乙基氨基三丁醇中的任意一种或其任意比例的混合物，上述手性氨基醇的结构式如下所示。上述用于净化甲醛的固体复合材料可以加工成粉末状、颗粒状、丸状、片状等多种外形，以便满足不同的使用要求。一种用于净化甲醛的固体复合材料的制备方法，其包括如下步骤：1)将配方量的聚乙烯吡咯烷酮加入到溶剂中，于20～90℃搅拌，使得所述聚乙烯吡咯烷酮溶解，再加入配方量的水溶性高分子化合物，继续恒温搅拌，使得所述水溶性高分子化合物溶解，得到溶液A；2)将配方量的手性氨基醇加入到步骤1)中得到的溶液A中，于室温搅拌，使得所述手性氨基醇溶解，得到溶液B；3)将配方量的氧化镁、二氧化钛、二氧化锡、二氧化硅和活性炭混合，得到混合物C；4)将步骤3)中得到的混合物C加入到步骤2)中获得的溶液B中，通过搅拌或超声震动的方式分散均匀，得到混合物D，经过一体化成型和烘干，得到用于净化甲醛的固体复合材料。在上述制备方法中，步骤1)中所述溶剂既可以是无机溶剂，也可以是有机溶剂；当所述溶剂为无机溶剂时，优选水；当所述溶剂为有机溶剂时，优选乙醇。在上述制备方法中，步骤1)中所述溶液A中聚乙烯吡咯烷酮和水溶性高分子化合物的质量百分比浓度均为0.1％～5％。在本专利技术的用于快速高效净化甲醛的固体复合材料中，活性炭因其具有较高的化学稳定性、较大的比表面积而被用作吸附载体；手性氨基醇在碱性和/或催化条件下能够与甲醛发生羟醛缩合反应，从而达到净化甲醛的作用；氧化镁能够吸收空气中的水和二氧化碳，进而生成碱式碳酸镁，为羟醛缩合反应提供碱性环境，并且氧化镁吸潮后不会影响复合材料的固体状态；二氧化钛、二氧化锡、二氧化硅等因其自身具有催化性能而被用作催化剂，提高羟醛缩合反应的效率，增强复合材料去除甲醛的能力；作为粘结剂，聚乙烯吡咯烷酮和水溶性高分子能够以均一稳定的形式将上述组分结合在一起，促进复合材料与甲醛的高效反应。与现有技术相比，本专利技术中的用于快速高效净化甲醛的固体复合材料有效解决了固体材料易吸潮的问题，并且提高了与甲醛发生反应的能力，能够快速、高效、彻底地吸收甲醛，从而达到净化空气的目的。另外，本专利技术中的制备方法简单易行，原材料对身体无毒无害，并且生产成本低，适合于大规模推广应用，极具市场前景。附图说明图1为本专利技术的粉末状固体复合材料的SEM谱图。图2为应用粉末状固体复合材料净化空气中的甲醛的效果示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体的实施例对本专利技术中的技术方案做出进一步的描述。除非另有说明，下列实施例中所使用的仪器、材料、试剂等均可通过常规商业手段获得。实施例1：粉末状固体复合材料的制备。1)将2g聚乙烯吡咯烷酮加入到100g去离子水中，于60℃磁力搅拌，使得聚乙烯吡咯烷酮溶解，再加入0.5g聚乙烯醇和0.5g聚氧化乙烯，继续恒温磁力搅拌，使得聚乙烯醇溶解，得到溶液A；2)将4g1,2-二甲氨基乙醇加入到溶液A中，于室温磁力搅拌，使得1,2-二甲氨基乙醇溶解，得到溶液B；3)将2g氧化镁、1g二氧化钛、1g二氧化锡、1g二氧化硅和1g活性炭混合，得到混合物C；4)将混合物C加入到溶液B中，通过磁力搅拌的方式分散均匀，得到混合物D，经过一体化成型、烘干和粉碎，得到分散均匀的粉末状固体复合材料，其SEM谱图如图1所示。实施例2：丸状固体复合材料的制备。1)将10g聚乙烯吡咯烷酮加入到500g去离子水中，于50℃磁力搅拌，使得聚乙烯吡咯烷酮溶解，再加入8g羧甲基纤维素，继续恒温磁力搅拌，使得羧甲基纤维素溶解，得到溶液A；2)将10g2,3-二甲氨基丙醇和30g1,2-二乙氨基乙醇加入到溶液A中，于室温磁力搅拌，使得2,3-二甲氨基丙醇和1,2-二乙氨基乙醇溶解，得到溶液B；3)将6g氧化镁、6g二氧化钛、6g二氧化锡、6g二氧化硅和30g活性炭混合，得到混合物C；4)将混合物C加入到溶液B中，通过超声震动的方式分散均匀，得到混合物D，经过一体化成型和烘干，得到直径为1cm的丸状固体复合材料。实施例3：片状固体复合材料的制备。1)将4g聚乙烯吡咯烷酮加入到200g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化甲醛的固体复合材料，其由以重量份计的下列成分组成：2～10份聚乙烯吡咯烷酮、1～8份水溶性高分子化合物、4～40份手性氨基醇、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡、1～6份二氧化硅、2～6份氧化镁和1～30份活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种用于净化甲醛的固体复合材料，其由以重量份计的下列成分组成：2～10份聚乙烯吡咯烷酮、1～8份水溶性高分子化合物、4～40份手性氨基醇、1～6份二氧化钛、1～6份二氧化锡、1～6份二氧化硅、2～6份氧化镁和1～30份活性炭。2.根据权利要求1所述的用于净化甲醛的固体复合材料，其特征在于：所述用于净化甲醛的固体复合材料由以重量份计的下列成分组成：4～8份聚乙烯吡咯烷酮、2～6份水溶性高分子化合物、10～30份手性氨基醇、2～5份二氧化钛、2～5份二氧化锡、2～5份二氧化硅、3～5份氧化镁和5～20份活性炭。3.根据权利要求1所述的用于净化甲醛的固体复合材料，其特征在于：所述用于净化甲醛的固体复合材料由以重量份计的下列成分组成：6份聚乙烯吡咯烷酮、4份水溶性高分子化合物、20份手性氨基醇、3份二氧化钛、3份二氧化锡、3份二氧化硅、4份氧化镁和15份活性炭。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于净化甲醛的固体复合材料，其特征在于：所述水溶性高分子化合物选自聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸中的任意一种或其任意比例的混合物。5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于净化甲醛的固体复合材料，其特征在于：所述手性氨基醇选自1,2-二甲氨基乙醇、2,3-二甲氨基丙醇、1,2-二乙氨基乙醇、1,2-二苯氨基乙醇、1,2,2-三苯基-1,2...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦素洁，
申请(专利权)人：秦素洁，
类型：发明
国别省市：江苏,32