一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及空气净化材料领域，具体涉及用于室内空气净化的金属有机多孔材料及制备方法。本发明专利技术的用于室内空气净化的金属有机多孔材料为含有钯基的金属‑有机多孔材料，所述含有钯基的金属‑有机多孔材料的制备方法如下：（1）将钯源均匀分散在硅烷客体中，得到钯源分散液；（2）在所述钯源分散液中加入玻化微珠和硅酸镁锂，水热反应得到含钯基的金属‑有机多孔材料。相对于现有技术该多孔材料具有较高的比表面积，和对有机气体的亲和性，而且对空气中的可挥发有机物具有显著的分解性能。

An organic porous material and preparation method for indoor air purification

The invention relates to the field of air purification materials, in particular to a metal organic porous material for indoor air purification and a preparation method. The present invention for metal organic porous material for indoor air purification containing a palladium metal organic porous material base, the palladium containing metal organic porous material based preparation method: (1) the palladium source is uniformly dispersed in the silane object, obtained palladium source dispersion; (2) in the the palladium source dispersing glass beads and lithium magnesium silicate solution, containing palladium metal organic porous material based hydrothermal reaction. Compared with the existing technology, the porous material has high specific surface area and affinity to organic gases, and has remarkable decomposition ability to volatile organic compounds in air.

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料及制备方法
本专利技术涉及空气净化材料领域，具体涉及用于室内空气净化的金属有机多孔材料及制备方法。
技术介绍
室内空气污染源主要有厨房煮饭炒菜产生的一氧化碳、氮氧化物及强致癌物；室内装饰材料、化妆品、新家具等散发出的有毒有害物质，主要有甲醛、苯、醚酯类，三氯乙烯、丙烯腈等挥发性有机物等；另外还有潮湿滋生的真菌等。目前常规的净化方式为活性炭吸附，但由于吸附量有限，难以根除有害物。降解是解决空气有机物污染较好的技术手段。而现有主要采用催化降解，由于受催化材料和环境限制，目前的催化降解材料效率并不高。申请号为CN201410496600.1的专利申请公开了一种多孔硅胶空气净化颗粒及其制备方法，颗粒的比表面积为250-500m2/g、孔体积为1.2-2.0mL/g、平均孔径5-50nm、平均粒径为10-100μm，具有比表面积大、孔隙发达、吸附能力强等特点，可以用于吸附甲醛、氨、TVOC等气体，能够用于空气净化，祛除有害气体。硅胶表面带有自由羟基，对甲醛这类的极性物质的吸附能力强，甲醛去除率可以达到85%以上。另外，本专利技术的硅胶二氧化硅纯度高，其本身无毒无害且不含任何重金属，是绿色环保的空气净化产品。本专利技术制备方法工艺成熟，易于实现工业化生产。其主要靠吸附作用去除污染物，然而吸附量有限，污染物去除效果并不理想。申请号为201110236881.3的专利申请公开了一种能净化室内空气及消除二手烟的过滤材料，采用天然矿物海泡石、凹凸棒石、电气石、稀土矿物、纳米二氧化硅、无毒粘合剂等合成的一种浆料，将浆料均匀粘合在PET纤维层中，经烘干、整形、折叠加工成厚度15-60mm不等高度的过滤材料。能够将室内空气中的有毒有害物质及烟草燃烧后的有害溶胶物质吸附、过滤和催化。过滤材料能够释放出远红外射线，由此激发天然矿物电气石长久、稳定地释放負离子，其负离子浓度(>6000个/cm3)大大超出世界卫生组织确认的室内清新空气的标准(1000-1500个/cm3)，达到杀菌、灭毒、除异味、消除二手烟、输出洁净空气，彻底改善室内空气污染的状况。然而其催化效果其也受吸附作用的限制。申请号为CN201410013436.4的专利申请公开了一种包括鸟巢型纳米纤维材料的空气过滤介质材料，其中所述鸟巢型纳米纤维材料为由具有多孔结构的纳米纤维和纳米颗粒交织而成的鸟巢状颗粒，所述纳米颗粒由形成所述鸟巢型纳米纤维材料的同种/或不同物质形成。并且所述鸟巢型纳米纤维材料可与其他活性颗粒组合制成多功能的复合空气过滤介质材料。此外，本专利技术还公开了包括所述空气过滤介质材料的空气过滤介质和空气过滤器，以及采用本专利技术空气过滤器的空气过滤方法。本专利技术的空气过滤介质材料能高效率过滤空气中的空气中的有毒气体、其中挥发性有机物就多达五十余种，此外还具有吸附空气中的颗粒污染物并去除异味，从而仅用一种材料就能达到令人满意的空气净化效果。然而其制备工艺复杂，成本较高。申请号为CN02828843.2的专利申请公开了一种纳米催化氧化空气过滤系统，使用分子筛为过滤材料，如孔道大小由0.4-2纳米不等的沸石、微米或纳米孔道晶体物质，来过滤空气中的污染物，污染物连同电离子群被吸附于以上孔道过滤材料，随即被催化及分解于孔道当中，其中的电离子群可被其它氧化物发生器产生的氧化物所代替，另外，以上过滤材料还可包含过渡金属，并用发热来代替或协助氧化物发生器来把物料再生，当开启发热器，过渡金属会催化污染物于孔道中的氧化分解过程，最终催化氧化过程后只会产生细水分子及二氧化碳，细菌也被杜绝在清洁干净的环境中。其吸附污染物饱和后即需要再生，使用不便。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术的第一个目的是提供一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料为含有钯基的金属-有机多孔材料，该用于室内空气净化的金属有机多孔材料具有较高的比表面积，和对有机气体的亲和性，而且对空气中的可挥发有机物具有显著的分解性能。为解决上述技术问题，本专利技术的用于室内空气净化的金属有机多孔材料为含有钯基的金属-有机多孔材料由如下方法制备得到：（1）将钯源均匀分散在硅烷客体中，得到钯源分散液；（2）在所述钯源分散液中加入玻化微珠和硅酸镁锂，水热反应得到含钯基的金属-有机多孔材料。本专利技术所述的硅烷即硅与氢的化合物，是一系列化合物的总称，包括甲硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)和一些更高级的硅氢化合物等等。对于常温常压下为气体的硅烷，需要在加压和低温的条件下液化为液体，再加入钯源进行操作。本专利技术所述的钯源是指含钯元素的化合物，例如，氯化钯、硝酸钯、硫酸钯、四氯钯酸钠等等。本专利技术所述的玻化微珠可以采用市售的玻化微珠，市售的玻化微珠是一种环保型新型无机轻质绝热材料，除具有质轻、保温、绝热、防火的优异性能外，还具有不燃烧，强度高，吸水率低，易和性好、使用寿命长的优点。将矿砂在电炉加热方式下膨化，通过对温度和原料滞空时间的精确控制，使产品表面溶融，气孔封闭，呈不规则球状颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能十分稳定。玻化微珠的规格按用途分为小于80kg/m³，80～100kg/m3，100～120kg/m3，大于120kg/m3这么几个标准。所述的硅酸镁锂为硅酸镁锂水溶液，硅酸镁锂凝胶和多数无机凝胶一样，与其它配料混合前也必须先制成水分散液，形成胶体结构，再加入配方中的其它成份。所述的硅酸镁锂水溶液可采用常规市售的硅酸镁锂水溶液，常规的硅酸镁锂质量百分数为0.1-3%，其余成份为水的硅酸镁锂溶液。硅酸镁锂具有增稠性和触变性，且吸附能力强。硅酸镁锂凝胶水分散液粘度随体系固含量与水中电解质含量而变化，分散在自来水中较分散在去离子水中粘度高，但自来水中杂质较多，本专利技术优选可采用去离子水配制硅酸镁锂水溶液。硅酸镁锂凝胶在水体系中成胶能力强，在较低固含量下能形成较高粘度的胶体。成胶不受温度限制，在冷水和热水中都能分散水化，因此不限制其配制温度。硅酸镁锂水溶液配制可采用高剪切混合搅拌和使用温水加快水化成胶速度。例如：硅酸镁锂固含量2～3%，用冷水水化需要浸泡4h以上，并且还需要中间搅拌数次，最后搅拌20分钟，如果使用50℃以上热水水化配制硅酸镁锂溶液，此时即使用低速搅拌装置也可在5～10分钟内获得最佳分散，得到硅酸镁锂容易也。水热法又称热液法，属液相化学法的范畴。是指在密封的压力容器中，以水为溶剂，在高温高压的条件下进行的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。本专利技术所述的水热反应即水热合成，水热合成是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。本专利技术采用水热反应的优势在于，在亚临界和超临界水热条件下，由于反应处于分子水平，反应性提高，因而水热反应可以替代高温固相反应。又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同，因而反应更均匀，更充分，得到的材料疏松多孔，过滤性能好。作为优选的技术方案，步骤（1）所述钯源为二氯化钯或四氯钯酸钠中的至少一种。作为优选的技术方案，步骤（1）所述钯源中的钯与所述硅烷的质量比为3～15:10～60。玻化微珠起着的作用之一是作为多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，所述用于室内空气净化的金属有机多孔材料为含有钯基的金属‑有机多孔材料，所述含有钯基的金属‑有机多孔材料由如下方法制备得到：（1）将钯源均匀分散在硅烷客体中，得到钯源分散液；（2）在所述钯源分散液中加入玻化微珠和硅酸镁锂，水热反应得到含钯基的金属‑有机多孔材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，所述用于室内空气净化的金属有机多孔材料为含有钯基的金属-有机多孔材料，所述含有钯基的金属-有机多孔材料由如下方法制备得到：（1）将钯源均匀分散在硅烷客体中，得到钯源分散液；（2）在所述钯源分散液中加入玻化微珠和硅酸镁锂，水热反应得到含钯基的金属-有机多孔材料。2.根据权利要求1所述的一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，步骤（1）所述钯源为二氯化钯或四氯钯酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，步骤（1）所述钯源中的钯与所述硅烷的质量比为3～15:10～60。4.根据权利要求1或2所述的一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，所述步骤（2）中的玻化微珠、硅酸镁锂与硅烷的质量比为5～10:2～5:10～60，所述玻化微珠的规格为小于80kg/m³。5.根据权利要求1或2所述的一种用于室内空气净化的金属有机多孔材料，其特征在于，所述步骤（2）中的水热反应的温度为100～200℃、压力为1MPa～1.5MPa...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，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