一种甲醛清除剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及甲醛空气污染治理技术领域，特别涉及一种活性碳纤维担载氨基酸的复合型甲醛清除剂及其制备方法。甲醛清除剂为担载氨基酸的活性碳纤维，氨基酸与活性碳纤维的质量比为0.001‑0.4:1，氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、赖氨酸、脯氨酸和丝氨酸中的至少一种，活性碳纤维载体是活性碳纤维蜂窝状过滤棉或活性碳纤维毡。首先将氨基酸溶于水中，得到浓度为0.01‑20％的溶液；再将活性碳纤维制品放入所述溶液中浸泡0.5‑24小时吸附担载后，从溶液中取出，干燥即得到甲醛清除剂。本发明专利技术甲醛清除剂没有粉尘问题，为氨基酸提供了大比表面积的无阻隔网络式的载体材料，可以多次重复担载，该甲醛清除剂高效安全简单方便。

A formaldehyde scavenger and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种甲醛清除剂及其制备方法
本专利技术涉及甲醛空气污染治理
，特别涉及一种活性碳纤维担载氨基酸的复合型甲醛清除剂及其制备方法。
技术介绍
新房装修后，一般都会存在甲醛超标现象。甲醛对人体有很大的危害。短时间接触高浓度甲醛，会刺激粘膜而出现流泪、咽痛、咳嗽、气短、呼吸困难等症状。长期接触则有致癌、引发白血病、导致孕妇的胎儿畸形和引发慢性呼吸道疾病等危害。儿童、老年、孕妇等长期处于室内而且免疫力低下的人群受甲醛的危害最大。室内甲醛的治理至关重要。影响甲醛浓度的主要因素有温度、湿度、通风时间、装修材料等。治理室内甲醛，最有效的方法是高温加强甲醛的释放并且勤通风，但是考虑到使用了脲醛树脂的人造板材等装修材料会长期释放甲醛，入住后除了勤通风之外，辅助其他治理往往也是必要的。目前主流的治理产品有以下几种：物理吸附型的，比如活性炭；光催化分解型的，比如二氧化钛；生物型的，比如绿萝。近几年，新风系统和空气净化器产品也越来越多地附带除甲醛功能。以氨基酸为主要原料制备化学反应型甲醛清除剂，近年来引起了关注。有许多以氨基酸为主要成分的甲醛清除剂专利。按照是否调节pH值，这些清除剂可以分为两类。一类是不调pH值的，这种情况下，氨基酸(伯胺)与甲醛(活性羰基)发生缩合反应，生成席夫碱(主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团-RC＝N-的一类有机化合物)，副产物是水。席夫碱不挥发不水解无毒性。另一类是用强碱调节氨基酸的pH值，与甲醛反应的产物不是席夫碱。甘氨酸在强碱存在下会和甲醛反应生成羟甲基甘氨酸钠，羟甲基甘氨酸钠是一种广谱防腐剂。不调pH值施工起来方便很多。按照施工方式，这些清除剂可以分为三类。一类是用湿法附着到家具表面，干燥后进行甲醛治理的，有水溶液直接喷涂的，有借助水溶性粘胶进行涂覆的，这类清除剂存在反应产物的去除问题和反应产物对家具及内部物品的污染问题。一类是直接以氨基酸水溶液形式进行甲醛治理，需要其他辅助装置起到容纳水溶液等作用，水溶液的表面积远低于固体材料，与甲醛的接触面积低，治理效率低，而且甲醛与氨基酸反应产物有水，水溶液里水会增加反应难度。还有一类是将氨基酸担载到其他材料上的，制成固态的复合处理剂，可以避免前面两类的问题。担载体包括活性炭、分子筛、多孔氧化铝和硅藻泥，也有专利所用载体为多孔吸附材料，可以选自活性炭、分子筛、硅胶、沸石、高岭土、粘土、二氧化钛、二氧化硅和氧化铝。活性炭粉末及颗粒、硅藻土、贝壳粉是广泛使用的物理吸附剂，虽然这几种材料能够提供大的表面积，价格也低，但是粉体或易掉粉的颗粒，在担载、干燥和再生重复利用时会存在粉尘问题，另外，粉末和颗粒材料的外表面积(也就是与空气的直接接触面积)小和内部空间的孔径小，这会导致两个弊端，一个是甲醛到达吸附位的扩散路径长、扩散阻力大，吸附速率慢，一个是担载过程中的氨基酸结晶和治理过程中的反应产物容易堵塞材料的内部通道。
技术实现思路
为解决现有甲醛清除剂存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种活性碳纤维担载氨基酸的甲醛清除剂，这种甲醛清除剂为复合型的，其吸附性载体为活性碳纤维材料，其反应物质为氨基酸。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种甲醛清除剂，所述清除剂为担载氨基酸的活性碳纤维。上述技术方案中，进一步地，所述氨基酸与活性碳纤维的质量比为0.001-0.4:1。上述技术方案中，进一步地，所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、赖氨酸、脯氨酸和丝氨酸中的至少一种。上述技术方案中，进一步地，所述活性碳纤维载体是活性碳纤维蜂窝状过滤棉或活性碳纤维毡。一种甲醛清除剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将氨基酸溶于水中，得到浓度为0.01-20％的溶液；(2)将活性碳纤维制品放入所述溶液中浸泡0.5-24小时吸附担载后，从溶液中取出，干燥即得到甲醛清除剂。上述技术方案中，进一步地，所述干燥方法为吹干、烘干或晾干。本专利技术的甲醛清除剂直接或装入透气无纺布袋后均匀分散地放置或悬挂于家具内、居室内或其他空气甲醛超标的场合，使用方便；当监测到所述甲醛清除剂失效后，清洗后依照上述制备方法重新进行吸附担载和使用，活性碳纤维载体可以多次重复使用。活性碳纤维丝束之间的空间属于大孔，这些大孔是被吸附分子到达吸附位的通道，通道的存在增大了材料的外表面积(也就是与被吸附物的直接接触面积)，使吸附质到达吸附位的扩散路径短，扩散阻力小，吸附速率快，所以活性碳纤维制品可以吸附处理低浓度废气，而居室内的甲醛正好属于低浓度污染气体。另外，活性碳纤维制品的这种饱含大孔的三维立体结构也便于实现甘氨酸的均匀担载和干燥。其次，活性碳纤维具有大吸附量和强吸附能力。再次，与颗粒状或粉状的吸附剂相比，活性碳纤维具有物理形态上的优势。无粉尘，而且可制成纱、线、织物、毡等多种形态的制品，以适应不同的场合和需要。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、以活性碳纤维为载体，载体材料没有粉尘问题，解决了施工治理和担载再生过程中粉尘带来的问题。2、活性碳纤维制品的饱含大孔的三维立体结构提供了无阻隔网络，既能提供大的比表面积，又能确保甲醛快速到达担载了氨基酸的表面，同时这种结构也便于实现氨基酸的均匀担载和干燥。3、所述甲醛清除剂制备过程简单，主要是吸附担载和干燥两步，不需要调整pH值，清除剂也没有复杂的结构，不需要辅助装置，另外，用于清除甲醛时悬挂或放置即可，施工简单。4、所述甲醛清除剂成本低，食品级的氨基酸本身价格低，活性碳纤维材料虽然价格高但是多次可以清洗再利用，而且这两种材料和治理过程中的产物都安全无害。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的甲醛清除剂外观图；图2为本专利技术实施例1得到的甲醛清除剂用于甲醛治理的施工图；图3为本专利技术实施例1得到的甲醛清除剂用于甲醛治理的检测结果；图4对比例1中喷涂1小时后家具表面的甘氨酸颗粒状态图；图5对比例1中喷涂24h后甲醛浓度检测结果(A柜为空白)；图6对比例1喷涂1个月后家具表面状态。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不以任何方式限制本专利技术。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1本实施例提供一种甲醛清除剂，其制备方法包括：称取75g食品级甘氨酸加入到425ml蒸馏水中，搅拌，使甘氨酸完全溶解，配制成15％的甘氨酸溶液。将5mm厚的蜂窝状活性碳纤维过滤棉剪裁成10cm×10cm的方块，20块一起放入配好的甘氨酸溶液中浸渍24h后取出，用电吹风吹干，得到甲醛清除剂，其外观如图1所示。可以看到载体有很多通透的大孔，可以保证气体畅通无阻。担载上去的甘氨酸肉眼不可见，通过称重可知甘氨酸与过滤棉的质量比为0.39:1。实施例2称取5g食品级甘氨酸加入到495ml蒸馏水中，搅拌，使甘氨酸完全溶解，配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醛清除剂，其特征在于，所述甲醛清除剂为担载氨基酸的活性碳纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醛清除剂，其特征在于，所述甲醛清除剂为担载氨基酸的活性碳纤维。


2.根据权利要求1所述的甲醛清除剂，其特征在于，所述氨基酸与活性碳纤维的质量比为0.001-0.4:1。


3.根据权利要求1所述的甲醛清除剂，其特征在于，所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、赖氨酸、脯氨酸和丝氨酸中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的甲醛清除剂，其特征在于，所述活性碳纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玲，郑屿蓬，卢峰，刘静岩，张永玺，余新勇，魏玉杰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13