一种纳米级氨基酸有害气体净化剂及其制备工艺和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米级氨基酸有害气体净化剂及其制备工艺和应用，涉及的是有害气体净化剂的制备领域。制备原料包括水、α

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级氨基酸有害气体净化剂及其制备工艺和应用


[0001]本专利技术涉及的是有害气体净化剂的制备领域，尤其涉及一种纳米级氨基酸有害气体净化剂及其制备工艺和应用。

技术介绍

[0002]现如今，装修可以表现出一个人的品味，但是，在装修过程中需要用到大量的板材、涂料、粘结剂等，这些装饰材料中不可避免地会释放大量的甲醛，而且甲醛释放期长达15年，是室内空气中主要污染物之一，会严重影响人体健康。目前去除甲醛的方法有甲醛吸附法和甲醛反应法，甲醛吸附法存在易饱和的问题，甲醛反应法成为值得深入研究的方向。此外，空气中同时会存在大量的其他毒害气体，如苯、二甲苯、氨等气体，同样需引起人们的重视。
[0003]中国专利申请CN201911288760.6公开了一种除甲醛水性涂料，主要通过甲醛反应剂谷氨酸、甲醛消除剂硅藻土、亚硫酸氢钠、谷氨酸和三乙醇胺实现去除甲醛的目的，同时还包括辅助成膜剂、固化剂以及多种功能助剂，实现杀菌、清除甲醛的持久性、强效性。但是甲醛去除效率还可以进一步得到改善。中国专利CN202010569433.4申请公开了一种小分子氨基甲醛清除剂及其制备方法，包括酸类化合物、小分子氨基酸、多元胺类化合物、无机氧化物等，具有甲醛消除率高、持续净化时间长的作用，但是该清除剂只是针对甲醛具有强有效作用，并不能同时去除苯系物质等有害气体，功能较单一。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了纳米级氨基酸有害气体净化剂，其原料按重量份包括以下组分：
[0005]水550～700份、α
‑
氨基酸20～50份、有机酸10～40份、有机胺25～35份、金属填料8～20份、树脂30～80份、表面张力调节剂1～3份、活性剂0.5～7份。
[0006]在一些优选的实施方式中，所述水选自蒸馏水和去离子水中的一种。
[0007]在一些优选的实施方式中，所述α
‑
氨基酸选自丝氨酸、精氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、甘氨酸中的一种或多种；优选地，所述α
‑
氨基酸为谷氨酸、组氨酸、亮氨酸。
[0008]在一些优选的实施方式中，所述谷氨酸、组氨酸、亮氨酸的重量比为(1～2)：(1～3)：(0.7～2)；优选地，所述谷氨酸、组氨酸、亮氨酸的重量比为1.25：1.56：1.25。
[0009]人体内蛋白质的主要组成单元为氨基酸，甲醛进入人体后，会与蛋白质中的氨基酸发生一定程度的交联作用导致人体健康受到威胁。因此，在本申请中加入α
‑
氨基酸，其含有的氨基可以与空气中的甲醛结合，捕获空气中的甲醛，反应生成NH—CH2OH或—N(CH2—OH)2等羟甲基衍生物和水，将甲醛分解为对人体无害的物质，避免甲醛的危害。本申请人发现，选择重量比为(1～2)：(1～3)：(0.7～2)的谷氨酸、组氨酸、亮氨酸组合物加入上述体系后，在提供反应所需的活性基团外，含有的羧基、直链烷基、分子间作用力及分子内氢键可
以达到很好地协同作用，促进α
‑
氨基酸和甲醛的反应程度，同时在体系中有机酸的作用下，精准控制反应体系的pH，提高清除剂的使用安全性，还可以为体系提供酸性环境，进一步促进反应的正向进行，克服了由于甲醛浓度降低导致甲醛分解效果变差，更多地分解释放的甲醛，达到更好地去除甲醛效果。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述有机酸选自甲酸、乙酸、甲磺酸、柠檬酸、叔戊酸中的一种或多种；优选地，所述有机酸为乙酸和柠檬酸。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述乙酸和柠檬酸的重量比为1：(0.5～1.8)；优选地，所述乙酸和柠檬酸的重量比为1：1.2。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述有机胺选自尿素、三乙醇胺、双氰胺、三聚氰胺、环已胺、天门冬酰胺中的一种或多种；优选的，所述有机胺为尿素、双氰胺和环已胺。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述尿素、双氰胺和环已胺的重量比为1：(0.3～1.4)：(0.2～1)；优选地，所述尿素、双氰胺和环已胺的重量比为1：0.8：0.6。
[0014]在一些优选的实施方式中，所述金属填料选自ZnO、Bi2O3、TiO2、SnO2、CdS、WO3、ZrO的一种或多种；优选地，所述金属填料为ZnO和ZrO2。
[0015]在一些优选的实施方式中，所述ZnO和ZrO2的重量比为(1～3)：1；优选地，所述ZnO和ZrO2的重量比为2：1。
[0016]在一些优选的实施方式中，所述ZnO的平均粒径为5～15nm，比表面积范围为30～70m2m2/g；优选地，所述ZnO的平均粒径为15nm，比表面积范围为30～50m2/g。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述ZrO2的平均粒径为3～20nm；优选地，所述ZrO2的平均粒径为5nm。
[0018]氨基酸虽然可以甲醛结合作用去除甲醛，但是二者间的结合相对较弱，而且仅可以去除室内的甲醛，并不能解决同时存在的苯系、氨等有毒害气体。本申请人发现在上述体系中加入金属填料，特别是，当金属填料为纳米级ZnO和纳米级ZrO2时，可以进一步结合空气中的甲醛，降低甲醛的去除率，同时还可以与气体中的苯系、氨等气体作用，进一步净化空气。推测可能原因为纳米级ZnO的比表面积小、粒径小，使得纳米氧化锌的磁、光、电、敏感等方面具有普通氧化锌无法比拟的特殊性能，在与纳米级ZrO2混合后协同作用，其催化活性增强。受到光刺激后，会产生能量极高的空穴、电子对，与氧气结合形成高活性的氧负离子和氧化能力极强的自由基，进而破坏甲醛、甲苯、二甲苯、氨等分子的分子、原子间化学键，并进一步将甲苯、二甲苯、氨等分子氧化分解为无毒的CO2和H2O，实现对空气的净化、除味作用。另一方面，选用纳米级ZnO和纳米级ZrO2按(1～3)：1时，其在体系中的分散性好，可以形成均匀的纳米膜，而且表现出优异的抗菌性能，有利于有害气体的更进一步去除。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述树脂选自水性聚氨酯、水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性醇酸树脂中的一种或多种；优选地，所述树脂为水性羟基丙烯酸树脂和水性环氧树脂。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述水性羟基丙烯酸树脂和水性环氧树脂的重量比为(1.2～2.3)：1；优选地，所述水性羟基丙烯酸树脂和水性环氧树脂的重量比为1.6：1。
[0021]在一些优选的实施方式中，所述水性羟基丙烯酸树脂25℃时的粘度为7000～20000mPa
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s，固含量为57～70wt％，基于树脂固含的羟基值为2～5mgKOH/g；优选地，所述水性羟基丙烯酸树脂25℃时的粘度为10000～14000mPa
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s，固含量为63～67wt％，基于树
脂固含的羟基值为3mgKOH/g。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述水性环氧树脂25℃时的粘度为6000～20000mPa
·
s，环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级氨基酸有害气体净化剂，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水550～700份、α
‑
氨基酸20～50份、有机酸10～40份、有机胺25～35份、金属填料8～20份、树脂30～80份、表面张力调节剂1～3份、活性剂0.5～7份；所述α
‑
氨基酸选自丝氨酸、精氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、甘氨酸中的一种或多种。2.如权利要求1所述的一种纳米级氨基酸有害气体净化剂，其特征在于，所述α
‑
氨基酸为谷氨酸、组氨酸、亮氨酸；所述谷氨酸、组氨酸、亮氨酸的重量比为(1～2)：(1～3)：(0.7～2)。3.如权利要求1所述的一种纳米级氨基酸有害气体净化剂，其特征在于，所述有机酸选自甲酸、乙酸、甲磺酸、柠檬酸、叔戊酸中的一种或多种。4.如权利要求1或3所述的一种纳米级氨基酸有害气体净化剂，其特征在于，所述有机酸为乙酸和柠檬酸；所述乙酸和柠檬酸的重量比为1：(0.5～1.8)。5.如权利要求1所述的一种纳米级氨基酸有害气体净化剂，其特征在于，所述有机胺选自尿素、三乙醇胺、双氰胺、三聚氰胺、环已胺、天门冬酰胺中的一种或多种。6.如权利要求1或5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建生，刘晨杰，
申请(专利权)人：苏州赛恩环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：