一种甲醛净化纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种甲醛净化纤维的制备方法，将第一聚合物溶于有机溶剂中配制成第一纺丝液，进行静电纺丝、真空干燥后置于多巴胺改性液中浸泡，经洗涤后得到第一聚合物纤维；或将第二聚合物溶于有机溶剂中配制成第二纺丝液，进行静电纺丝、紫外光照后得到第二聚合物纤维；将第一聚合物纤维和/或第二聚合物纤维置于含贵金属离子的溶液中浸泡，使第一聚合物纤维和/或第二聚合物纤维结合贵金属离子，再置于硼氢化钠溶液中浸泡，使贵金属离子转变为贵金属单质或贵金属化合物，随后取出，经洗涤得到甲醛净化纤维，该纤维质量轻、透气性好、稳定性高、负载量高，可以作为催化甲醛转化的催化剂，吸附少量活性组分即可达到高的甲醛转化率。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醛净化纤维及其制备方法
本专利技术涉及除甲醛
，特别涉及一种甲醛净化纤维及其制备方法。
技术介绍
甲醛是最常见的室内污染物之一，长时间吸入甲醛给人体健康带来极大损害。现有的甲醛净化方法主要有吸附法、光催化氧化法、催化燃烧法等。其中，吸附法无法使甲醛降解，当温度变化时，吸附的甲醛会发生脱附，引发二次污染；光催化技术需要特定光源，光利用率较低，去除过程中能造成二次污染，且催化设备成本高昂，难以大规模推广应用。因此，目前比较常用的甲醛净化方法主要是催化燃烧法。催化燃烧法也称为无火焰燃烧，其实质是催化氧化反应将甲醛分解成为水和二氧化碳，产物不存在二次污染，并且可以将甲醛去除，其关键在于构建合适的催化剂。催化剂由活性组分和载体两个主要组成部分构成，活性组分多为贵金属，负载于载体上；载体是整个催化剂的骨架，具有支撑和分散活性组分的作用，赋予催化剂一定强度和耐热性。适当的处理载体还可以改善催化剂的一些物理性质从而影响催化剂的性能。合适载体可以减少活性组分的用量，提升催化剂性能，降低催化剂的成本。催化剂常用的载体包括氧化镁、三氧化二铝、氧化硅、过渡金属氧化物等，近年来也有一些特殊方法制备的载体，例如将载体制备成纳米棒、纳米微球或者纳米多孔材料等。然而，上述的载体都以粉末或纳米颗粒的形式存在，在日常生活中容易造成粉尘污染、质量较重，需要负载较多的活性组分。因此，需要一种可以避免粉尘污染，质量轻、成本低的除甲醛催化剂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种甲醛净化纤维，作为催化甲醛转化为水和二氧化碳的催化剂，避免了粉末状催化剂造成的粉尘污染，同时甲醛净化纤维绿色环保、质量轻、透气性好、稳定性高、负载量高，吸附少量活性组分即可达到高的甲醛转化率，制备成本低，在去除甲醇方面具有广泛应用前景。第一方面，本专利技术提供了一种甲醛净化纤维的制备方法，包括：将第一聚合物溶于有机溶剂中配制成第一纺丝液，进行静电纺丝、真空干燥后置于多巴胺改性液中浸泡，经洗涤后得到第一聚合物纤维；或将第二聚合物溶于有机溶剂中配制成第二纺丝液，进行静电纺丝、紫外光照后得到第二聚合物纤维；其中，所述第一聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的至少一种，所述第二聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮；将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于含贵金属离子的溶液中浸泡，使所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维结合所述贵金属离子，再将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于硼氢化钠溶液中浸泡，使所述贵金属离子转变为贵金属单质或贵金属化合物，随后取出，经洗涤得到甲醛净化纤维。在本专利技术中，当包含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的至少一种的聚合物溶于有机溶剂中配制出第一纺丝液时，需要经过静电纺丝、真空干燥和浸泡多巴胺改性液后，得到第一聚合物纤维。在本专利技术中，当聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮与其他聚合物一起溶于有机溶剂中配制出第二纺丝液时，需要经过静电纺丝以及紫外光照，发生交联反应，得到第二聚合物纤维。具体的，可以但不限于第二纺丝液为聚乙烯吡咯烷酮溶液、或聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈混合溶液、或聚乙烯吡咯烷酮和聚偏氟乙烯混合溶液、或聚乙烯吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯混合溶液时，在静电纺丝后需要进行紫外光照，得到第二聚合物纤维。可选的，所述有机溶剂包括二甲基亚砜、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。可选的，所述第一纺丝液中所述第一聚合物的质量浓度为15％-40％。进一步可选的，所述第一纺丝液中所述第一聚合物的质量浓度为20％-35％。具体的，所述第一纺丝液中所述第一聚合物的质量浓度可以但不限于为20％、27％、30％或35％。当所述第一聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的两种或多种时，两种或多种聚合物的质量比不作限定，两种或多种聚合物的总质量浓度为15％-40％。可选的，所述静电纺丝包括干法纺丝、湿法纺丝或干湿法纺丝。可选的，所述静电纺丝的纺丝温度20℃-35℃，湿度为20％-80％，进样速度为0.4mL/h-1.8mL/h。可选的，所述静电纺丝的阳极电压为8kV-25kV，阴极电压为(-4)kV-(-2)kV，滚轴转速为50转/min-200转/min。可选的，所述真空干燥的温度为40℃-80℃，时间为6h-24h。可选的，所述多巴胺改性液包括含有无水乙醇、氨水和盐酸多巴胺的水溶液。进一步可选的，所述多巴胺改性液含有5mL-15mL无水乙醇、0.3mL-0.8mL氨水、0.05g-0.25g盐酸多巴胺以及15mL-25mL蒸馏水。可选的，所述置于多巴胺改性液中浸泡的浸泡温度为15℃-35℃，浸泡时间为6h-24h。进一步可选的，所述置于多巴胺改性液中浸泡还包括在转速50转/min-150转/min条件下置于多巴胺改性液中浸泡。在本专利技术中，第一纺丝液经静电纺丝得到的纤维置于多巴胺改性液中时，多巴胺在纤维表面发生自聚，所述第一聚合物纤维为聚多巴胺包裹的纤维，聚多巴胺表面具有大量氧、氮配位原子，用于螯合贵金属离子。可选的，所述经洗涤后得到第一聚合物纤维，包括：经水洗涤多次至水溶液无色，并在异丙醇溶液中浸泡10min-30min后，在经水洗涤3-5次，得到所述第一聚合物纤维。进一步可选的，所述异丙醇溶液中异丙醇的质量浓度为15％-30％。在本专利技术中，异丙醇溶液用于去除纤维上未反应的多巴胺。可选的，所述第二纺丝液中所述第二聚合物的质量浓度为15％-40％。进一步可选的，所述第二纺丝液中所述第二聚合物的质量浓度为15％-35％。具体的，所述第二纺丝液中所述第二聚合物的质量浓度可以但不限于为15％、20％、27％或30％。当所述第二聚合物为聚乙烯吡咯烷酮和其他一种或多种聚合物混合时，聚乙烯吡咯烷酮与其他一种或多种聚合物的质量比不作限定，聚乙烯吡咯烷酮与其他一种或多种聚合物的总质量浓度为15％-40％。可选的，所述紫外光照为在10μW/cm2-100μW/cm2紫外光强度下照射2h-12h。在本专利技术中，第二纺丝液经静电纺丝后得到的纤维在紫外光照下进行交联，得到所述第二聚合物纤维。可选的，所述含贵金属离子的溶液中所述贵金属离子的浓度为0.01mol/L-2mol/L，所述含贵金属离子的溶液的pH为2-6。所述含贵金属离子的溶液包括含贵金属阳离子的溶液和/或含贵金属盐阴离子的溶液。具体的，贵金属可以但不限于为铂、镍、金、钯、钌、铑、银。具体的，所述含贵金属离子可以但不限于为镍离子、铂酸根离子和/或钴离子。当所述活性组分的溶液含有铂离子和/或镍离子，所述铂离子的摩尔浓度为0.03mol/L-0.05mol/L，所述镍离子的摩尔浓度为0.03mol/L-1mol/L。在本专利技术中，当所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维在含铂离子和镍离子的溶液中浸泡，并经硼氢化钠还原后，所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维的表面为铂镍复合纳米颗粒，所述铂镍复合纳米颗粒以镍为核心，铂为外壳。在本专利技术中，所述含贵金属离子溶液中还可以包括含过渡金属离子。过渡金属可以但不限于为锰、锌、铁。在本专利技术中，若所述含贵金属离子的溶液中含有两种及以上贵金属离子时，可以将所述第一聚合物纤维和/或所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醛净化纤维的制备方法，其特征在于，包括：将第一聚合物溶于有机溶剂中配制成第一纺丝液，进行静电纺丝、真空干燥后置于多巴胺改性液中浸泡，经洗涤后得到第一聚合物纤维；或将第二聚合物溶于有机溶剂中配制成第二纺丝液，进行静电纺丝、紫外光照后得到第二聚合物纤维；其中，所述第一聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的至少一种，所述第二聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮；将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于含贵金属离子的溶液中浸泡，使所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维结合所述贵金属离子，再将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于硼氢化钠溶液中浸泡，使所述贵金属离子转变为贵金属单质或贵金属化合物，随后取出，经洗涤得到甲醛净化纤维。

【技术特征摘要】
1.一种甲醛净化纤维的制备方法，其特征在于，包括：将第一聚合物溶于有机溶剂中配制成第一纺丝液，进行静电纺丝、真空干燥后置于多巴胺改性液中浸泡，经洗涤后得到第一聚合物纤维；或将第二聚合物溶于有机溶剂中配制成第二纺丝液，进行静电纺丝、紫外光照后得到第二聚合物纤维；其中，所述第一聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的至少一种，所述第二聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮；将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于含贵金属离子的溶液中浸泡，使所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维结合所述贵金属离子，再将所述第一聚合物纤维和/或所述第二聚合物纤维置于硼氢化钠溶液中浸泡，使所述贵金属离子转变为贵金属单质或贵金属化合物，随后取出，经洗涤得到甲醛净化纤维。2.如权利要求1所述的甲醛净化纤维的制备方法，其特征在于，所述多巴胺改性液包括含有无水乙醇、氨水和盐酸多巴胺的水溶液。3.如权利要求2所述的甲醛净化纤维的制备方法，其特征在于，所述多巴胺改性液包括5mL-15mL无水乙醇、0.3mL-0.8mL氨水、0.05g-0.25g盐酸多巴胺和15mL-25mL蒸馏水。4.如权利要求1所述的甲醛净化纤维的制备方法，其特征在于，所述置于多巴胺改性液中浸泡的浸泡温度为15℃-35℃，浸泡时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜冰，赫法贵，陈家枢，高福，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44