一种多功能环保空气净化复合新材料及其制备方法技术

本申请公开了一种多功能环保空气净化复合新材料及其制备方法。该复合材料由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛6～8份、自洁净蜂窝活性炭10～20份、纳米活性氧化锌4～8份、金属有机骨架吸附材料5～7份、蒙脱土15～25份、非离子表面活性剂6～10份、去离子水30～50份。本申请还公开了一种多功能环保空气净化复合材料的制备方法，采用快速搅拌和动态煅烧工艺，制备方法简单，生产周期短，生产成本低。本申请提供的一种多功能环保空气净化复合新材料通过物理吸附和化学分解的双重作用，能迅速的消除空气中的有害气体和雾霾颗粒，为治理大气污染提供了最绿色的解决方案。

Multifunctional environmental protection air purifying composite new material and preparation method thereof

The utility model discloses a multifunctional environmental protection air purifying composite new material and a preparation method thereof. The composite consists of 6-8 parts of nano-titanium dioxide, 10-20 parts of self-cleaning honeycomb activated carbon, 4-8 parts of nano-active zinc oxide, 5-7 parts of metal-organic framework adsorbent, 15-25 parts of montmorillonite, 6-10 parts of non-ionic surfactant and 30-50 parts of deionized water. The application also discloses a preparation method of a multi-functional environmental protection air purification composite material, which adopts a fast stirring and dynamic calcination process, has the advantages of simple preparation method, short production cycle and low production cost. The application provides a multi-functional environmental protection air purification composite new material through the dual role of physical adsorption and chemical decomposition, can quickly eliminate harmful gases and haze particles in the air, providing the greenest solution for air pollution control.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能环保空气净化复合新材料及其制备方法
本申请属于空气净化
，具体地说，涉及一种多功能环保空气净化复合新材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济快速发展，我国工业化、城镇化进程加快，大气污染成为难以避免的严重问题。近年来，我国空气质量改善缓慢，大气污染物的排放总量长年居高。目前的大气污染程度仍然与理想的空气环境有一定距离，尤其是PM2.5、PM10等颗粒物浓度超标严重。因此，目前国内各地出现了不同程度的空气污染、雾霾天气，国内大量制药厂、染料厂、农药厂、塑料厂、化工厂、钢厂、水泥厂等产生的有害废气严重污染了我们周围的空气质量。雾霾通过呼吸道进入肺中，不仅对人体造成危害，同时雾霾颗粒附着在肺上，还容易诱发肺部疾病。室内装修家居里面的的甲醛、苯、甲苯、TVOC等会慢慢挥发出来，逐渐积累，危害室内人的健康，近年来，室内甲醛超标而导致疾病甚至威胁生命安全的案例数不胜数，甲醛超标能引起肺癌、白血病、不孕、胎儿畸形、皮肤癌、鼻癌、咽喉癌、胸闷、免疫力降低、肝中毒性病变等。因PM2.5、甲醛、苯系物、氡、氨等室内空气污染而引发的病症近年来屡见不鲜，而且室内空气污染引起的全球性的人口发病率和死亡率还在不断攀升。目前市场上的空气净化剂多是活性炭、植物提取液和有机化工原料为主要成分，对空气净化有一定的效果，但是多存在吸附净化时间较长，对空气中的有害气体和颗粒物消除不够彻底，在治理大气污染时还没有提供最经济、最绿色的解决办法。如何制备具有良好分散性、高催化活性、吸附净化时间短、多功能环保空气净化复合新材料，成为本领域技术人员亟待开发和研究的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请所要解决的问题是提供一种多功能环保空气净化复合新材料及其制备方法，该复合新材料通过物理吸附和化学分解的双重作用，能迅速的消除空气中的有害气体如甲醛和雾霾颗粒，能够迅速改善空气质量，为治理大气污染提供了最绿色的解决方案。为了解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案得以实现：本申请一方面提供了一种多功能环保空气净化复合新材料，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛6～8份、自洁净蜂窝活性炭10～20份、纳米活性氧化锌4～8份、金属有机骨架吸附材料5～7份、蒙脱土15～25份、非离子表面活性剂6～10份、去离子水30～50份。结合第一方面，在一种可能的实施例中，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛7份、自洁净蜂窝活性炭15份、纳米活性氧化锌6份、金属有机骨架吸附材料6份、蒙脱土20份、非离子表面活性剂8份、去离子水40份。结合第一方面，在一种可能的实施例中，所述纳米二氧化钛晶体结构为锐钛矿型，所述纳米二氧化钛的粒径范围为1～20nm，优选5～10nm。结合第一方面，在一种可能的实施例中，所述纳米二氧化钛的制备方法包括如下步骤：将钛前驱体经60～80℃加热熔融的聚合物中，恒温搅拌10～20min得到粘稠混合物，搅拌条件下滴加浓盐酸和四氯化钛，滴加完毕后升温至120～160℃下反应2～3h，产物经无水乙醇洗涤2～3次后，在2000～3000r/min条件下进行离心分离、经减压真空干燥后得到水溶性纳米二氧化钛。结合第一方面，在一种可能的实施例中，所述纳米活性氧化锌粒径范围为5～25nm，所述纳米活性氧化锌的制备方法包括如下步骤：将重量比为1:1.3～1.5硫酸锌溶液与碳酸钠溶液在75～85℃的温度下进行中和反应，将混合液压滤后获得碱式碳酸锌，洗去碱式碳酸锌中的硫酸根，将反应后的溶液过滤除水后进行真空干燥，获得粉状碱式碳酸锌，将粉状碱式碳酸锌送入动态煅烧炉内，在800～1000℃的热空气中进行煅烧，碱式碳酸锌分解为氧化锌，分解后的氧化锌经捕集器捕集获得高活性纳米氧化锌。本申请制备的纳米活性氧化锌在光照条件下，在水和空气中能自行分解出自由移动的带负电的电子(e-)，同时留下带正电的空穴(h+)。这种空穴可以激活空气中的氧变为活性氧，有极强的化学活性，能与多种有机物发生氧化反应(包括细菌内的有机物)，从而把大多数病菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和病毒杀死。结合第一方面，在一种可能的实施例中，所述非离子表面活性剂为十二烷基葡糖苷、聚丙烯酰胺和蔗糖单硬脂酸酯中一种或多种混合物。结合第一方面，在一种可能的实施例中，所述非离子表面活性剂为十二烷基葡糖苷、聚丙烯酰胺和蔗糖单硬脂酸酯的混合物；所述十二烷基葡糖苷、聚丙烯酰胺和蔗糖单硬脂酸酯的重量比为1～3：1：1。本申请第二方面提供了上述多功能环保空气净化复合新材料的制备方法，包括如下步骤：(1)取重量份的洁净蜂窝活性炭、纳米活性氧化锌、金属有机骨架吸附材料和蒙脱土分散于重量份的去离子水中充分搅拌1～2小时，加热至80～90℃后加入纳米二氧化钛和非离子表面活性剂，继续搅拌0.5～1小时，获得悬浮液；(2)将所述悬浮液进行真空抽滤除水，在110～120℃真空干燥，研磨后送入动态煅烧炉内，在400～600℃的热空气中进行煅烧，获得多功能环保空气净化复合材料。结合第二方面，在一种可能的实施例中，步骤(1)中所述搅拌速度为800～1200r/min。本申请制备方法简单，生产周期短，生产成本低，适合大规模生产。与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：1)本申请提供的一种多功能环保空气净化复合新材料包含具有光催化活性和分散性能优异的纳米二氧化钛，具有杀菌、抗病毒和化学活性良好的纳米活性氧化锌，具有可调的拓扑结构和孔道，且具有超大的孔隙率和比表面积的金属有机骨架吸附材料，具有超强吸附性能的自洁净蜂窝活性炭和蒙脱土，添加非离子表面活性剂，通过多次实验摸索出合适的组份配比，配合快速搅拌和动态煅烧工艺，制备所得的本申请多功能环保空气净化复合新材料无毒环保、在对空气中有害气体吸附后，在活性催化和光作用下，能高效的把空气中的甲醛、苯、汽车尾气、工厂废气、药厂废气等有机污染物分解为水、二氧化碳、负离子等；同时能使空气中的雾霾颗粒降解成水、二氧化碳等，其剩余无机部分形成易溶于水的硝酸盐、硫酸盐等，形成不在空气中漂浮的硝酸矿物质、硫酸盐矿物质等无害物质。本申请提供的复合新材料通过物理吸附和化学分解的双重作用，对消除空气中的有害气体和雾霾颗粒迅速，为治理大气污染提供了最绿色的解决方案。当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。具体实施方式以下将通过实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本申请中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，均来自市售产品。本申请中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1本实施例第一方面提供一种多功能环保空气净化复合新材料，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛7份、自洁净蜂窝活性炭15份、纳米活性氧化锌6份、金属有机骨架吸附材料6份、蒙脱土20份、非离子表面活性剂8份、去离子水40份。所述纳米二氧化钛晶体结构为锐钛矿型，所述纳米二氧化钛的粒径范围为5～10nm。所述纳米二氧化钛的制备方法步骤如下：将钛前驱体经70℃加热熔融的聚合物中，恒温搅拌15min得到粘稠混合物，搅拌条件下滴加浓盐酸和四氯化钛，滴加完毕后升温至140℃下反应2.5，产物经无水乙醇洗涤2次后，在2400～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛6～8份、自洁净蜂窝活性炭10～20份、纳米活性氧化锌4～8份、金属有机骨架吸附材料5～7份、蒙脱土15～25份、非离子表面活性剂6～10份、去离子水30～50份。

【技术特征摘要】
1.一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛6～8份、自洁净蜂窝活性炭10～20份、纳米活性氧化锌4～8份、金属有机骨架吸附材料5～7份、蒙脱土15～25份、非离子表面活性剂6～10份、去离子水30～50份。2.如权利要求1所述的一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，由下述重量份的原料组成：纳米二氧化钛7份、自洁净蜂窝活性炭15份、纳米活性氧化锌6份、金属有机骨架吸附材料6份、蒙脱土20份、非离子表面活性剂8份、去离子水40份。3.如权利要求1或2所述的一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛晶体结构为锐钛矿型，所述纳米二氧化钛的粒径范围为1～20nm，优选5～10nm。4.如权利要求1至3任一项所述的一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的制备方法包括如下步骤：将钛前驱体经60～80℃加热熔融的聚合物中，恒温搅拌10～20min得到粘稠混合物，搅拌条件下滴加浓盐酸和四氯化钛，滴加完毕后升温至120～160℃下反应2～3h，产物经无水乙醇洗涤2～3次后，在2000～3000r/min条件下进行离心分离、经减压真空干燥后得到水溶性纳米二氧化钛。5.如权利要求1或2所述的一种多功能环保空气净化复合新材料，其特征在于，所述纳米活性氧化锌粒径范围为5～25nm，所述纳米活性氧化锌的制备方法包括如下步骤：将重量比为1:1.3～1.5硫酸锌溶液与碳酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉玉，
申请(专利权)人：徐玉玉，
类型：发明
国别省市：安徽,34