本发明专利技术公开了一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料及其制备方法，属于室内空气污染控制领域。它包括氧化剂和载体，所述载体为大孔吸附型苯乙烯系树脂SD300；所述氧化剂为SD300上原位生成的纳米级CaO2(nCaO2)；原位生成nCaO2所使用的试剂包括CaCl2、氨水和H2O2；所述树脂与CaCl2、氨水和H2O2的质量比分别为1：(0.5‑10)、1：(0.1‑5)和1：(5‑15)。本发明专利技术制备的nCaO2‑SD300复合材料具有CaO2固载量高和不易脱落的优点；室温下可快速、持久地使甲醛转化为甲酸钙、CO2和H2O，无二次污染，安全性高；生产工艺简单，成本低，使用方便，适用范围广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料及净化方法，属于室内空气污染控制领域。
技术介绍
人们生活中约有65％～85％的时间是在室内度过的，室内空气质量对人体健康、生活和工作的影响重大。目前，甲醛是室内空气中最主要的污染物，主要来自以下三个方面：第一，室内装修材料和建筑装饰品；第二，室内、外燃料和烟草的不完全燃烧；第三，一些日常用品(如消毒剂和化妆品)中添加的防腐剂，不同室内环境空气中甲醛含量的调查数据显示，甲醛浓度高低顺序依次为：公共场所＞写字楼中心区＞居民住宅＞学校。甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一，在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛高居第二位。《材料导报》，2008，22(1)：346-348，论文作者：张俊敏，朱忠其，刘强，张瑾，柳清菊，论文名称：室内甲醛污染治理技术的研究进展中写到，目前，室内空气甲醛污染治理技术主要是源头控制和采用物理吸附、化学分解、光催化氧化、臭氧净化、低温等离子体净化等技术进行末端治理。这些技术的优缺点如表1所示，从中可看出使用单一技术往往具有局限性，例如：吸附剂容量有限，光催化剂易失活，臭氧会危害人体健康。那么，通过物理吸附和化学分解相结合有望提高污染物的净化效率和延长污染控制时间。在净化甲醛方面，以吸附剂充当消醛剂的载体，消醛剂与被吸附的甲醛快速反应，同步实现甲醛的清除和吸附剂的再生。表1 现有室内空气甲醛污染治理技术的对比大孔吸附树脂是一类不含交换基团、内部呈交联网络结构的高分子珠状体，孔隙结构发达，比表面积大，可通过范德华引力从水中吸附有机溶质，实现废水中有机物的富集和分离。大孔吸附型树脂骨架主要分为苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、亚砜等。其中，苯乙烯系树脂SD300比表面积高达1171m2/g，对有机物有很强的吸附能力。目前，树脂吸附技术已广泛应用于有机废水处理。然而，这一技术的不足之处在于被树脂吸附的有机物无法自行分解，会产生二次污染。CaO2是一种兼具释氧性和氧化性的环境友好型材料，已广泛应用于环境污染治理和修复领域。在室内空气污染防治方面，已有多项专利证明CaO2具有延缓污染物释放和充氧的作用。例如，中国专利技术专利，公开号：104387864A，公开日：2015-03-04，公开了一种添加CaO2的健康复合外墙涂料及其制备方法，在涂料中添加CaO2可减缓涂料中污染物质的挥发。然而，在上述应用中颗粒尺寸将影响CaO2与环境介质中污染物的接触机会和去除效率。那么，将CaO2的粒径减小至纳米级有望解决上述污染物反应速率、去除效率低的问题。Yajie Qian指出，在2天内400mmol纳米CaO2可以将甲苯由400mg/L降至20mg/L，去除率达95％(Qian Y，Zhou X，Zhang Y，et al.Performance and properties of nanoscale calcium peroxide for toluene removal[J].Chemosphere，2013.01.049)。如上所述，虽然将粒径减小至纳米级可以提高CaO2的反应性，但会增大纳米颗粒的毒性，可通过吸入、皮肤吸收进入人体，对人体健康造成威胁，还可进入土壤和地下水造成环境暴露风险(Mueller,N.C.,Nowack,B.,2010.Nanoparticles for remediation:solving big problems with little particles.Elements 6,395–400.)。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中传统非纳米级CaO2颗粒尺寸过大且易于团聚，分散困难，降低了与污染物的接触面积，进而降低了去除污染物的反应速率和去除效率；粉末状的纳米CaO2难于应用在空气净化器中去除污染物以及二次污染等问题，本专利技术提供了一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料及其制备方法。采用本专利技术的技术方案能够高效、持久地分解空气中甲醛且不会产生二次污染。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，它包括氧化剂和载体，载体上有原位生成的氧化剂。优选地，所述载体为树脂SD300；所述氧化剂为原位生成的纳米级nCaO2，氧化剂和载体的质量比是1:(5-12)，树脂SD300上有原位生成的纳米级nCaO2。优选地，氧化剂和载体的质量比是1:(5-12)。优选地，树脂SD300上原位生成的纳米级nCaO2所使用的试剂包括CaCl2、氨水和H2O2。优选地，所述树脂SD300与CaCl2、氨水和H2O2的质量比为1：(0.5-10)：(0.1-5)：(5-15)。优选地，所述的载体为树脂SD300，球状颗粒，骨架结构为苯乙烯。优选地，将所述空气净化材料加工成网片式滤芯并置于空气净化设备内使用。一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料的制备方法，其制备方法的步骤为：(1)树脂预处理先用去离子水将树脂SD300洗至出水清澈，先用稀碱浸泡后，用去离子水清洗，再用稀酸浸泡后，用去离子水清洗至中性，将清洗后的树脂SD300烘至恒重，筛分后，挑选粒径介于0.4-0.6mm的树脂SD300密封保存；(2)nCaO2-SD300复合材料的制备1)用去离子水配制500-700g/L CaCl2溶液；2)将树脂SD300与CaCl2按质量比1：(0.5-10)混合；3)在冰浴条件下，先将树脂SD300与NH3·H2O按质量比1：(0.1-5)混合，再加入H2O2；4)反应5-25min后，滤除溶液，收集树脂SD300颗粒，自然晾干，过筛后密封保存。优选地，将树脂SD300与CaCl2按质量比1：(0.5-10)混合后，以100-200r/min搅拌2-5h，使CaCl2充分浸入树脂SD300孔道，将前驱体CaCl2固定在树脂SD300上。优选地，在冰浴条件下，先将树脂SD300与NH3·H2O按质量比1：(0.1-5)混合，再缓慢加入H2O2，直到质量比树脂SD300:H2O2＝1：(5-15)。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术使用SD300大孔吸附型树脂为载体，通过溶液浸渍使树脂吸附CaCl2，后经CaCl2与H2O2反应，实现树脂原位生成CaO2；(2)本专利技术选择的载体SD300大孔树脂，比表面积大、机械强度高、粒径均匀，对CaO2固载量高，且固载后不易脱落、流失；(3)本专利技术得到的净化材料能够在室温下高效、快速、持久地清除甲醛，使其生成CO2和H2O，无二次污染，安全性高；(4)本专利技术以树脂SD300大孔吸附型树脂为载体，通过吸附剂类载体的吸附作用，能够将甲醛聚集到载体附近，为负载于载体上的nCaO2提供一个与甲醛充分接触的反应环境，加快甲醛降解速率，同时nCaO2不断降解载体上的甲醛，延长了载体对甲醛的吸附饱和时间，通过nCaO2与载体之间的协同作用，能够高效、快速、持久地清除甲醛；(5)本专利技术经过树脂的预处理和复合材料的制备后，得到的净化材料生产工艺简单、成本低、可行性高；(6)本专利技术制备的nCaO2-SD300复合材料，可以直接使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于，它包括氧化剂和载体，载体上有原位生成的氧化剂。
【技术特征摘要】
1.一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于，它包括氧化剂和载体，载体上有原位生成的氧化剂。2.根据权利要求1所述的一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：所述载体为树脂SD300；所述氧化剂为原位生成的纳米级nCaO2，氧化剂和载体的质量比是1:(5-12)，树脂SD300上有原位生成的纳米级nCaO2。3.根据权利要求1或2所述的一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：氧化剂和载体的质量比是1:(5-12)。4.根据权利要求2所述的一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：树脂SD300上原位生成的纳米级nCaO2所使用的试剂包括CaCl2、氨水和H2O2。5.根据权利要求2或4所述的一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：所述树脂SD300与CaCl2、氨水和H2O2的质量比为1：(0.5-10)：(0.1-5)：(5-15)。6.根据权利要求1或2所述的一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：所述的载体为树脂SD300，球状颗粒，骨架结构为苯乙烯。7.根据权利要求1所述一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树脂基复合材料，其特征在于：将所述空气净化材料加工成网片式滤芯并置于空气净化设备内使用。8.一种去除空气中甲醛的纳米过氧化钙树...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛亮，郭敬，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。