一种空气净化用干水材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种空气净化用干水材料的制备方法，属于空气净化材料技术领域。本发明专利技术采用细菌纤维素为原料，制得细菌纤维素气凝胶，并以其为载体，将TiO2纳米粒子均匀负载在炭气凝胶孔洞结构上，制得具有良好的三维空间网状结构的载二氧化钛炭气凝胶，再用气相二氧化硅包裹液体水滴，制得具有粉体流动性而内部包含大量水的材料；本发明专利技术利用纳米外壳使气体分子更快进入干水内核，并大量溶解甲醛等有害气体，同时在细菌纤维素气凝胶炭骨架上负载TiO2，制得的一种新型的复合气凝胶，不仅具有生物质炭气凝胶功能材料的可再生、低成本、生物相容性好和可循环利用等特性，而且还强化了TiO2的光催化性能的特点，催化降解有害气体，高效而又无二次污染。

A preparation method of dry water material for air purification

The invention relates to a preparation method of dry water material for air purification, which belongs to the technical field of air purifying materials. In this invention, bacterial cellulose was used as the raw material to produce bacterial cellulose aerogel, and the TiO2 nanoparticles were uniformly loaded on the pore structure of the carbon aerogel by using it as the carrier, and a titanium dioxide charcoal aerogel with good three-dimensional space network structure was prepared, and then the liquid water droplets were wrapped by the gas phase two silicon oxide. A new type of compound aerogel is prepared by using the nano shell to make the gas molecules enter the dry water kernel faster and dissolve a large amount of harmful gases such as formaldehyde. At the same time, a new type of compound aerogel is prepared on the carbon framework of bacterial cellulose aerogel, which not only has a biomass carbon aerogel, but also has a new type of TiO2 aerogel. The material has the characteristics of renewable, low cost, good biocompatibility and recyclable, and it also strengthens the characteristics of the photocatalytic performance of TiO2, catalyzes the degradation of harmful gases, and has no two pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化用干水材料的制备方法
本专利技术涉及一种空气净化用干水材料的制备方法，属于空气净化材料

技术介绍
甲醛是室内有机挥发性污染物的主要物质，具有普遍性、影响范围广、持续时间长的特点。我国是新兴发展中国家，大量新兴建筑、建材、人造板的使用导致我国室内甲醛污染状况相当严峻。甲醛作为重要的有机原料，主要用来提高粘合性，增强板材的硬度、防虫和防腐，经常用于塑料工业、合成纤维、皮革工艺、医药以及染料等。许多劣质板材通过提高以甲醛为主要成分的脲醛树脂作为粘结剂的含量来提高粘合性，脲醛树脂中游离的甲醛、未完全固定的甲醛会随着室内环境的变化而缓慢的释放出来。据调查研究表明甲醛的缓慢释放过程会持续3-15年，且单纯的依靠空气流通很难清除甲醛污染物。甲醛污染的治理方法有：物理法、化学法、生物法、催化氧化法、植物净化法、等离子技术等。甲醛能够引起基因突变、致癌等一系列危及人类生命的可能，人们的大多数时间呆在室内，而室内环境又处于一个严重污染时期，因此研究一种高效而又无二次污染的净化方法势在必行。当下的多种室内空气净化材料与方法，或多或少都存在一定的不足，故开发一种高效而又易于推广的甲醛净化材料具有很高的科学价值与实用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有甲醛净化材料效率低的问题，提供了一种空气净化用干水材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再冷冻干燥，得细菌纤维素气凝胶；（2）取细菌纤维素气凝胶加入无水乙醇中超声分散15～20min，再加入钛酸四丁酯搅拌均匀，得反应液；（3）相反应液中滴加去离子水，并转入水热反应釜中反应，冷却至室温后过滤得滤渣，将滤渣水洗醇洗后干燥，得载二氧化钛炭气凝胶；（4）取丙三醇加入去离子水中混合均匀，并加入载二氧化钛炭气凝胶，搅拌均匀后加入气相二氧化硅，以3000～4000r/min搅拌3～5min，得空气净化用干水材料。步骤（1）所述冷冻干燥为在-50～-40℃，1～20Pa下冷冻干燥48～50h。步骤（2）所述无水乙醇用量为细菌纤维素气凝胶质量的20～50倍。步骤（2）所述钛酸四丁酯用量为细菌纤维素气凝胶质量的20～45%。步骤（3）所述去离子水用量为细菌纤维素气凝胶质量的1.0～2.5倍。步骤（3）所述反应过程为在180～240℃下反应10～15h。步骤（4）所述各物料的重量份为40～80份丙三醇，55～110份去离子水，0.1～0.2份载二氧化钛炭气凝胶，5.5～11.0份气相二氧化硅。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术采用细菌纤维素为原料，经冷冻干燥制得细菌纤维素气凝胶，并以其为载体，将TiO2纳米粒子均匀负载在炭气凝胶孔洞结构上，制得具有良好的三维空间网状结构，孔径分布均匀，大多为连贯的致密中孔结构，结构骨架完整稳定的载二氧化钛炭气凝胶，再将载二氧化钛炭气凝胶分散在丙三醇/去离子水体系中，并用气相二氧化硅包裹液体水滴，制得具有粉体流动性而内部包含大量水的材料；（2）本专利技术利用纳米外壳使气体分子更快进入干水内核，并通过丙三醇/去离子水大量溶解甲醛等有害气体，同时结合水热法在细菌纤维素气凝胶炭骨架上负载TiO2，制得的一种新型的复合气凝胶，不仅具有生物质炭气凝胶功能材料的可再生、低成本、生物相容性好和可循环利用等特性，而且还强化了TiO2的光催化性能的特点，催化降解有害气体，高效而又无二次污染。具体实施方式取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再置于冷冻干燥箱中，在-50～-40℃，1～20Pa下干燥48～50h，得细菌纤维素气凝胶，取0.6～0.9g细菌纤维素气凝胶，加入20～30g无水乙醇中，以300W超声波超声分散15～20min后加入0.18～0.27g钛酸四丁酯，以300～400r/min搅拌30～40min，再以0.1～0.2mL/min滴加1.0～1.5mL去离子水，并转入水热反应釜中，在180～240℃下反应10～15h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣2～3次后用无水乙醇洗涤滤渣2～3次，在干燥箱中以60～80℃干燥6～8h，得载二氧化钛炭气凝胶，取40～80g丙三醇，加入55～110g去离子水中混合均匀，并加入0.1～0.2g载二氧化钛炭气凝胶，以300～400r/min搅拌20～30min，再加入5.5～11.0g气相二氧化硅，以3000～4000r/min搅拌3～5min，得空气净化用干水材料。实例1取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再置于冷冻干燥箱中，在-40℃，1Pa下干燥48h，得细菌纤维素气凝胶，取0.6g细菌纤维素气凝胶，加入20g无水乙醇中，以300W超声波超声分散15min后加入0.18g钛酸四丁酯，以300r/min搅拌30min，再以0.1mL/min滴加1.0mL去离子水，并转入水热反应釜中，在180℃下反应10h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣2次后用无水乙醇洗涤滤渣2次，在干燥箱中以60℃干燥6h，得载二氧化钛炭气凝胶，取40g丙三醇，加入55g去离子水中混合均匀，并加入0.1g载二氧化钛炭气凝胶，以300r/min搅拌20min，再加入5.5g气相二氧化硅，以3000r/min搅拌3min，得空气净化用干水材料。实例2取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再置于冷冻干燥箱中，在-45℃，10Pa下干燥49h，得细菌纤维素气凝胶，取0.7g细菌纤维素气凝胶，加入25g无水乙醇中，以300W超声波超声分散18min后加入0.23g钛酸四丁酯，以350r/min搅拌35min，再以0.1mL/min滴加1.2mL去离子水，并转入水热反应釜中，在210℃下反应12h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣2次后用无水乙醇洗涤滤渣2次，在干燥箱中以70℃干燥7h，得载二氧化钛炭气凝胶，取60g丙三醇，加入75g去离子水中混合均匀，并加入0.1g载二氧化钛炭气凝胶，以350r/min搅拌25min，再加入8.5g气相二氧化硅，以3500r/min搅拌4min，得空气净化用干水材料。实例3取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再置于冷冻干燥箱中，在-50℃，20Pa下干燥50h，得细菌纤维素气凝胶，取0.9g细菌纤维素气凝胶，加入30g无水乙醇中，以300W超声波超声分散20min后加入0.27g钛酸四丁酯，以400r/min搅拌40min，再以0.2mL/min滴加1.5mL去离子水，并转入水热反应釜中，在240℃下反应15h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次后用无水乙醇洗涤滤渣3次，在干燥箱中以80℃干燥8h，得载二氧化钛炭气凝胶，取80g丙三醇，加入110g去离子水中混合均匀，并加入0.2g载二氧化钛炭气凝胶，以400r/min搅拌30min，再加入11.0g气相二氧化硅，以4000r/min搅拌5min，得空气净化用干水材料。对照例：东莞某公司生产的空气净化用干水材料。将实例及对照例的空气净化用干水材料进行检测，具体检测如下：干水材料密度测定：称取一定质量的干水材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气净化用干水材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再冷冻干燥，得细菌纤维素气凝胶；（2）取细菌纤维素气凝胶加入无水乙醇中超声分散15～20min，再加入钛酸四丁酯搅拌均匀，得反应液；（3）相反应液中滴加去离子水，并转入水热反应釜中反应，冷却至室温后过滤得滤渣，将滤渣水洗醇洗后干燥，得载二氧化钛炭气凝胶；（4）取丙三醇加入去离子水中混合均匀，并加入载二氧化钛炭气凝胶，搅拌均匀后加入气相二氧化硅，以3000～4000r/min搅拌3～5min，得空气净化用干水材料。

【技术特征摘要】
1.一种空气净化用干水材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取细菌纤维素用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，并用液氮冷冻成块状，再冷冻干燥，得细菌纤维素气凝胶；（2）取细菌纤维素气凝胶加入无水乙醇中超声分散15～20min，再加入钛酸四丁酯搅拌均匀，得反应液；（3）相反应液中滴加去离子水，并转入水热反应釜中反应，冷却至室温后过滤得滤渣，将滤渣水洗醇洗后干燥，得载二氧化钛炭气凝胶；（4）取丙三醇加入去离子水中混合均匀，并加入载二氧化钛炭气凝胶，搅拌均匀后加入气相二氧化硅，以3000～4000r/min搅拌3～5min，得空气净化用干水材料。2.如权利要求1所述的一种空气净化用干水材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述冷冻干燥为在-50～-40℃，1～20Pa下冷冻干燥48～50h。3.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭东，王文新，蔡静，
申请(专利权)人：黄旭东，
类型：发明
国别省市：江苏,32