一种生物降解的环境净化材料及制备方法技术

本发明专利技术属于空气净化的技术领域，提供了一种生物降解的环境净化材料及制备方法。该方法先将脱硫石膏浆液与活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒粉、稀土氧化物、石膏晶须转化促进剂混合反应，然后将制得的负载活性成分的石膏晶须与可降解高分子聚合物混合熔融，最后静电纺丝，制得生物降解的环境净化材料。与传统方法相比，本发明专利技术制既解决了普通骨架材料无法自然降解的问题，也避免了使用植物纤维空气净化效果差的问题，并且制备工艺简单，原材料丰富廉价，可以规模上化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种生物降解的环境净化材料及制备方法
本专利技术属于空气净化的
，提供了一种生物降解的环境净化材料及制备方法。
技术介绍
随着当前科技的发展和室内装修的流行，其中产生的空气污染问题也日益突出，特别是挥发性有害气体污染物的含量逐渐升高，严重威胁着人类的健康。应对这一问题的空气净化器产品也日益普及，在空气净化器中滤芯材料起到了有效去除空气中这些污染物的作用。目前，大部分空气净化器的滤芯材料主要以活性炭、石墨烯、硅胶、光触媒等具有吸附和降解作用的物质为主，通过加工成一定形状填充在滤网中或者将净化材料喷涂粘接在网格支撑骨架上得到空气净化滤网，已得到了广泛应用。现有空气净化器中滤芯材料但大多具有支撑结构，常用的有塑料、金属、无纺布或者玻璃纤维等。这些支持骨架结构中塑料难以分解，使用后会对环境造成污染，金属制品成本高，且易被腐蚀不容易回收，玻璃纤维被怀疑是致癌剂，因此都不希望在空气过滤器中使用。因此，对于环保性优异的空气净化滤芯材料的研究和应用成为热点课题。目前国内外在空气净化技术，尤其是空气净化器滤芯材料方面已取得了一定成效。其中张勇等人专利技术了一种室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的制备方法（中国专利技术专利申请号201610659244.X），包括以下步骤：（1）打浆得到非木材纤维浆料和丝光浆料；（2）将非木材纤维浆料抄造成上层滤芯材料；（3）将丝光浆料抄造成下层滤芯材料；（4）采用层间湿法复合工艺将上层滤芯材料和下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；（5）将润湿状态的复合滤芯材料干燥成型，得到室内空气用绿色复合滤芯材料。另外，徐律专利技术了一种用于空气净化器的环保滤芯材料（中国专利技术专利申请号201710867850.5），该环保滤芯材料，添加了改性活性炭、介孔纳米二氧化钛、椰壳活性炭，改性活性炭吸附能力强，介孔纳米二氧化钛大大增加了滤芯材料的紫外响应能力，提高了滤芯材料的光催化反应活性和甲醛的降解吸附消除效率；稀土元素氧化物的加入可以提高催化活性，进一步提高甲醛消除率；改性凹凸棒土、膨润土、硅藻土、天然麦饭石作为载体具有微孔结构，大大提高催化活性及吸附能力和杀菌能力；负离子粉的加入还可以释放有益人体健康的负离子；中草药提取液、无花果皮水解物均为植物提取液，安全环保、不含有毒化学物质，有效提高空气质量。可见，现有技术中的空气净化滤芯材料中，塑料、金属、无纺布、玻璃纤维等材质的滤芯材料无法降解回收，存在二次污染，而完全采用植物纤维的滤芯材料，可自然降解，不会对环境造成二次污染，但这种纯植物纤维制备的滤芯材料经仅仅能够过滤掉粉尘等大分子颗粒污染物，吸附能力小，空气净化效果较差，限制了其发展应用。
技术实现思路
针对这种情况，我们提出一种生物降解的环境净化材料及制备方法，有效实现了滤芯材料的生物降解性，并且空气净化效率高，应用前景好。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种生物降解的环境净化材料的制备方法，先将脱硫石膏浆液与活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒粉、稀土氧化物、石膏晶须转化促进剂混合反应，然后将制得的负载活性成分的石膏晶须与可降解高分子聚合物混合熔融，最后静电纺丝，制得生物降解的环境净化材料，制备的具体步骤如下：（1）将脱硫石膏加入到乙醇的水溶液中，分散均匀，制成石膏浆液；（2）将活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒粉、稀土氧化物、石膏晶须转化促进剂加入到步骤（1）制得的石膏浆液中，混合均匀，然后加热加压进行水热反应，结束后过滤、干燥，制得负载活性成分的石膏晶须；（3）将步骤（2）制得的负载活性成分的石膏晶须与可降解的高分子聚合物骨架结构材料混合均匀，然后在高温的条件下形成熔融状态的纺丝液；（4）将步骤（3）得到的熔融纺丝液进行静电纺丝，制得生物降解的环境净化材料。优选的，步骤（1）中各原料的重量份为，脱硫石膏35~45重量份、乙醇10~15重量份、水40~55重量份。优选的，步骤（2）所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钇中的至少一种。优选的，步骤（2）所述石膏晶须转化促进剂为羟基磷灰石晶须。优选的，步骤（2）所述水热反应的温度为100~120℃，压力为0.2~0.3MPa，反应时间为4~12h。优选的，步骤（2）中各原料的重量份为，活性炭粉7~10重量份、二氧化钛粉8~13重量份、电气石粉6~10重量份、凹凸棒粉4~7重量份、稀土氧化物5~8重量份、石膏晶须转化促进剂1~2重量份、石膏浆液51~69重量份。优选的，步骤（3）所述可降解的高分子聚合物骨架结构材料为聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚乙烯醇中的至少一种。优选的，步骤（3）中各原料的重量份为，负载活性成分的石膏晶须10~30重量份、可降解的高分子聚合物骨架结构材料70~90重量份。优选的，步骤（4）所述静电纺丝的纺丝电压为15~25kV，固化距离为20~30cm。本专利技术创造性地将活性炭、二氧化钛等加入到石膏浆液中反应，采用羟基磷灰石晶须的纤维特性为促进剂，石膏晶须附着羟基磷灰石晶须生长，形成了负载有活性成分的石膏晶须。该石膏晶须具有高强度、易于表面处理等多种优良物理性能，二氧化钛、电气石粉负载于该晶须上不会产生团聚现象，在纤维状物中较佳的展露界面，增加空气净化效果，可以提高该材料整体的空气净化能力。然后再与可降解的高分子聚合物作为骨架结构，通过高温熔融并静电纺丝制得板状滤芯材料。该材料中使用的高分子聚合物都是可生物降解的环保材料，不会存在二次污染。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的生物降解的环境净化材料。首先将脱硫石膏加入到乙醇溶液中，制成石膏浆液，然后活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒及稀土氧化物加入到石膏浆液中，并加入羟基磷灰石晶须作为石膏晶须转化促进剂，在混合均匀后，加热水热反应，过滤，干燥后得到负载了活性成分的石膏晶须。然后就该材料与可降解的高分子聚合物骨架结构材料，均匀然后在高温的条件下形成熔融状态的纺丝液；通过静电纺丝技术对熔融液纺丝而制得。本专利技术提供了一种生物降解的环境净化材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本专利技术制备的空气净化滤芯材料，对空气中PM2.5等微细粒颗粒物过滤效果明显。2.本专利技术的制备方法，将活性炭、二氧化钛、电气石粉等活性成分均匀负载于石膏晶须上，加大了在空气过滤时活性成分与空气的接触，显著提高了滤芯材料的空气净化能力。3.本专利技术的制备方法，使用的高分子聚合物都是可生物降解的环保材料，不会存在二次污染。4.本专利技术制得的空气净化滤芯材料既解决了普通骨架材料无法自然降解的问题，也避免了使用植物纤维空气净化效果差的问题。制备工艺简单，原材料丰富廉价，可以规模上化生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1将38kg脱硫石膏加入到含18kg乙醇、49kg水的溶液中，分散均匀，制成石膏浆液；然后将9kg活性炭粉、9kg二氧化钛粉、7kg电气石粉、5kg凹凸棒粉、7kg氧化镧、1kg羟基磷灰石晶须加入到62kg的石膏浆液中，混合均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物降解的环境净化材料的制备方法，其特征在于，制备的具体步骤如下：（1）将脱硫石膏加入到乙醇的水溶液中，分散均匀，制成石膏浆液；（2）将活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒粉、稀土氧化物、石膏晶须转化促进剂加入到步骤（1）制得的石膏浆液中，混合均匀，然后加热加压进行水热反应，结束后过滤、干燥，制得负载活性成分的石膏晶须；（3）将步骤（2）制得的负载活性成分的石膏晶须与可降解的高分子聚合物骨架结构材料混合均匀，然后在高温的条件下形成熔融状态的纺丝液；（4）将步骤（3）得到的熔融纺丝液进行静电纺丝，制得生物降解的环境净化材料。

【技术特征摘要】
1.一种生物降解的环境净化材料的制备方法，其特征在于，制备的具体步骤如下：（1）将脱硫石膏加入到乙醇的水溶液中，分散均匀，制成石膏浆液；（2）将活性炭粉、二氧化钛粉、电气石粉、凹凸棒粉、稀土氧化物、石膏晶须转化促进剂加入到步骤（1）制得的石膏浆液中，混合均匀，然后加热加压进行水热反应，结束后过滤、干燥，制得负载活性成分的石膏晶须；（3）将步骤（2）制得的负载活性成分的石膏晶须与可降解的高分子聚合物骨架结构材料混合均匀，然后在高温的条件下形成熔融状态的纺丝液；（4）将步骤（3）得到的熔融纺丝液进行静电纺丝，制得生物降解的环境净化材料。2.根据权利要求1所述一种生物降解的环境净化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中各原料的重量份为，脱硫石膏35~45重量份、乙醇10~15重量份、水40~55重量份。3.根据权利要求1所述一种生物降解的环境净化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钇中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种生物降解的环境净化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述石膏晶须转化促进剂为羟基磷灰石晶须。5.根据权利要求1所述一种生物降解的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，高锋，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51