本发明专利技术属于环境净化材料，特别涉及甲醛捕收剂。将铜氨络合离子填充在钠基膨润土、活性白土或沸石的层间或孔隙中，在碱性条件下利用铜离子的氧化性将甲醛氧化成甲酸并最终以甲酸钠方式，或利用氨与甲醛反应，脱水后生成稳定六亚甲基四胺方式的捕捉环境中的甲醛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境净化材料，特别涉及申醛捕收剂。
技术介绍
生活环境中的甲醛作为一种致癌物，已为大众所了解，随着生活水平提高，追求清洁环境，使用绿色无公害制品成为时尚。各类甲醛捕收剂也应运而生。除使用活性炭外，常用聚氨等物质组装到价格昂贵的层状材料或多孔人造合成材料中去形成甲醛捕收剂，例如1.日本特开2000-327400。2.日本TAYCA株式会社制造甲醛捕收剂K-FRESH-ZA。3.PHARM TECHIAPAN Val 12 No 12(1996)Intercalation of Drugs(Bactericide and Carcinostatic Agent)into Inorganic LayeredPhosphates。4.日本特开平11-286899。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种廉价甲醛捕收剂，使该甲醛捕收剂在低成本的前提下，又具有良好的捕收甲醛功能。本专利技术的目的之二在于提供一种甲醛捕收剂的制备方法。本专利技术使用天然钠基膨润土类层状材料，或经简单加工的活性白土或天然沸石多孔材料。利用这类材料的层状结构或多孔结构将可以捕捉甲醛的物质通过离子交换或吸附方式置于层间或孔隙间，当这种材料于家装底层材料或外涂层材料或人造木材粘结剂混合加工时，可以与甲醛(涂料、粘结剂等多余的甲醛)充分接触，从而发挥捕收甲醛作用。在碱性条件下，具有较弱氧化性的铜离子可以将甲醛类氧化成羧酸，特别在有Na+存在下甲酸可以与之反应成为稳定无害的甲酸钠。另外，甲醛与氨反应脱水后生成六亚甲基四胺，俗称优洛托品，这是一种不遇强热、强酸不会分解的有机化合物经反复研究和实验，本专利技术人将由Cu2+和NH3两种物质组成的2+铜氨络合离子，通过离子交换或吸附手段填充到钠基膨润土或活性白土的层间，填充到天然沸石的孔隙间形成一种新的甲醛捕收剂。实验证明这种甲醛捕收剂效果不错，价格便宜。这种捕收剂的粒度可以因载体粉末的粒度而定，捕收甲醛的效果直接与担持铜氨离子多少和捕收剂粒度相关。捕收甲醛后生成的甲酸钠和六亚甲基四胺均仍存在于层间化合物的层间，或多孔材料的孔隙中，不会影响环境。该甲醛捕收剂属安全、稳定、无害、无毒物质。本专利技术的甲醛捕收剂是在钠基膨润土、活性白土或沸石的层间或孔隙中填充有铜氨络合离子，其中粉末状的甲醛捕收剂中NH3/Cu2+的摩尔比为2～6，含铜量在1～5wt％；优选含铜量在3wt％。所述的粉末粒度≤200目，优选平均粒径1～3μm。本专利技术的甲醛捕收剂的制备方法步骤为(1)将可溶性铜盐溶解到水中，形成溶液，然后用氨水调整溶液pH值大于10，至全部铜离子转化成铜氨络合离子为止；(2)在搅拌中向步骤(1)的溶液中加入钠基膨润土、活性白土或天然沸石这类层状化合物或多孔物质，其粒度可根据需要而定，一般不大于200目，进行离子交换或吸附的时间一般不超过8小时。溶液中铜氨络合离子浓度可以影响钠基膨润土、活性白土或天然沸石这类载体中铜氨络合离子的填充量，一般说交换或吸附时间越长、溶液中铜氨络合离子浓度越高，载体中填充的铜氨络合离子越多。但并非成正比例关系。达到一定填充量后，载体趋于饱和。载体中铜氨络合离子的承载量决定着捕收剂捕收甲醛的数量和效率。一般按铜含量多少计算，含铜量在1～5wt％，一般含量为3wt％即可。载体中携带氨数量以尽可能使铜离子以铜氨络合离子方式进入载体层间或空隙中间，这就要求在离子交换或吸附操作前使溶液中NH+4/Cu+2摩尔比≥4。所述的铜氨络合离子的填充方式是在液相中以离子交换或吸附方式完成。(3)在步骤(2)离子交换或吸附过程完成后，进行固液分离，分离方式不限，分离后填充了铜氨络合离子的固态微粉需要经过自然干燥，或在温度低于80℃下烘干，优选自然风干，可以保证铜氨络合离子不被破坏或少受破坏。此外，甲醛捕收剂中含水量不大于1wt％，这有利于对气态甲醛的捕收。所述的铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的一种或一种以上。众所周知甲醛常温下呈气态，但极易溶于水，当用上述制备方法制备出的甲醛捕收剂与底层涂料混合进行涂料基底施工时，少量含水有利于甲醛吸收，有利于甲醛与层间或空隙间含有的铜氨络合离子中的铜离子与氨对甲醛捕收反应。再进行表层涂料施工时，这种做法可以增加铜氨络合离子中的铜离子和氨与表层涂料的接触面积，增加甲醛捕收效果。铜氨络合离子进入钠基膨润土、活性白土或天然沸石层间或孔隙中，是在碱性条件下实现的，这就为下面两种捕收甲醛反应提供了充分必要条件。在以上制备环节中，值得提出干燥这一环节的重要性是因为2+铜氨络合离子有一定的稳定性，其不稳定常数为5.46×10-14，是相对较稳定化合物，进入膨润土、活性白土或天然沸石层间或孔隙间，其稳定性有所提高。但仍不可加强热，在强热下氨会游离到环境中(这通常需要在500℃以上才会完全破坏)，这就是为什么最好在常温下风干的原因。但是本专利技术制备的捕收剂经过300℃，0.5小时处理仍然保持相当的甲醛捕收能力，而市场有机物的甲醛捕收剂经过同样条件下的热处理会变黑失效。这也是本专利技术制备的这种甲醛捕收剂经过500℃以下热处理仍然具有相当捕收甲醛能力的原因，这里除了NH3，铜离子在起作用。本专利技术制备的甲醛捕收剂可以与涂料或脲醛树脂混用，对多余甲醛捕收有一定效果，但存在颜色问题，可在无颜色要求条件下使用。具体实施例方式实施例1. 称取硫酸铜7g，加200ml纯水，全部溶解后，用25％氨水调整pH＝11，然后加入15g小于200目钠基膨润土，搅拌6小时，离心分离，收集固体物，自然干燥5天。产物送中国室内装饰协会，室内环境检测中心，检测中心称取10g捕收剂置于含甲醛浓度为2.27mg/m3，体积200L，环境中测定，该环境甲醛含量经时变化，结果为4小时甲醛减少16.1％，8小时甲醛减少30.4％，24小时甲醛减少52.4％。实施例2. 称取硝酸铜7g，加100ml纯水，全部溶解后，用25％氨水调整pH＝11，然后加入小于200目的天然沸石30g，超声震荡4小时，离心分离，收集固体物，自然干燥5天。称取15g产物投入50ml纯水中，再向其中加入0.5ml浓度为35.9％甲醛溶液，搅拌15分钟，离心分离固体后取清液10ml，测定甲醛浓度为0。实施例3. 称取氯化铜15g，加300ml纯水，全部溶解后，用25％氨水调整pH＝11，然后加入小于200目的活性白土60g，搅拌6小时，离心分离，收集固体物，70℃下烘干12小时。称取15g产物投入50ml纯水中，再向其中加入0.5ml浓度为35.9％甲醛溶液，搅拌15分钟，离心分离固体后取清液10ml，测定甲醛浓度为0。实施例4. 称取氯化铜10g，加入300ml纯水，全部溶解后，用25％氨水调整pH＝11，然后加入小于200目的活性白土100g，搅拌6小时，离心分离，收集固体物，自然干燥5天。称取5g产物置入初始浓度为46mg/m3甲醛的5L干燥器中，然后测定干燥器内气体中甲醛浓度经时变化，结果为1小时后，甲醛浓度为28.4mg/m3，4小时后甲醛浓度为18.2mg/m3，24小时后甲醛浓度为10.2mg/m3。权利要求1.一种甲醛捕收剂，其特征是所述的甲醛捕收剂是在钠基膨润土、活性白土或沸石的层间或孔隙中填充有铜氨络合离子，其中粉末状的甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲醛捕收剂，其特征是：所述的甲醛捕收剂是在钠基膨润土、活性白土或沸石的层间或孔隙中填充有铜氨络合离子，其中粉末状的甲醛捕收剂中ＮＨ↓［３］／Ｃｕ↑［２＋］的摩尔比为２～６，含铜量在１～５ｗｔ％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈运法，李自强，叶树峰，吴镇江，张冬海，谢裕生，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[]
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