一种甲醛吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种甲醛吸附剂及制备方法。本发明专利技术的甲醛吸附剂由基体材料、高分子有机胺聚合物以及多元醇聚合物组成，其中高分子有机胺聚合物和多元醇聚合物两种组分占甲醛吸附剂的１％～５０％，其余为基体材料。本发明专利技术的甲醛吸附剂的制备方法，包括制备甲醛反应剂、基体材料预处理和固化成型等步骤。本发明专利技术的甲醛吸附剂在吸附甲醛时，能够使甲醛气体快速富集在其表面，并发生化学反应，生成对人体无害的物质，从而达到持续和彻底清除甲醛的效果；本发明专利技术采用的原料均无毒、无害，且制备工艺过程简单、过程容易控制，制成的甲醛吸附剂安全、环保，无二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醛的吸附剂及其制备方法，适用于室内甲醛有害气体的清除。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，家居装修越来越豪华。大量装修装饰材料的使用在给人们带 来方便得同时，也造成室内空气质量的不断恶化，对人体的危害已成为关注的热点问题。甲 醛是主要污染物之一，因污染范围广，持续时间长，危害性大被列为室内首要污染物。甲醛 具有强烈的剌激性和致敏性，严重危害人体健康，对人体皮肤和粘膜有强烈刺激作用，能引 起视力和视网膜选择性损坏，长期接触甲醛可出现记忆力衰退、嗜睡等神经衰弱症状，2004 年的"致癌公报"上国际癌症研究中心(IARC)公布了甲醛引起人体数种癌症，并将甲醛列 为致癌物，已经引起社会的极大关注。长期以来应用最广泛，效果最稳定的室内污染物净化方法是活性炭物理吸附法，被吸附 物质首先接触活性炭外表面，然后再进入其大孔、中孔以及微孔中，吸附质分子与活性炭之 间靠范德华力相互吸引，使吸附质吸附在活性炭孔隙之中，达到净化效果。但由于甲醛的分 子量低、且极性较强，很难通过活性炭物理清除，净化效果较差。虽然目前市面上出现一些 净化甲醛的改性活性炭，如硫代硫酸钠、高锰酸钾等改性的活性炭吸附剂，尽管比普通的活 性炭吸附剂的性能能够提高1 2倍，但仍然达不到预期的净化效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效环保、实用性强、净化甲醛效果好的甲醛吸附剂，以克服 现有技术的不足。本专利技术通过胺基和甲醛的反应达到吸附甲醛的目的，吸附剂包括基体材料、 高分子有机胺聚合物以及多元醇聚合物，其特征在于高分子有机胺聚合物和多元醇聚合物两 种组分占甲醛吸附剂的1% 50%，其余为基体材料。所述的基体材料可以是颗粒型、纤维型或者粉末型的活性炭颗粒、炭分子筛、活性炭纤 维、活性炭粉、吸附树脂、树脂粉末、合成纤维、硅胶或AL203等材料。所述的高分子有机胺聚合物可以选用多乙烯多胺聚合物或聚烷撑酰亚胺。其中，多乙烯 多胺聚合物或聚烷撑酰亚胺的浓度为0.1%~50%，分子量为300 100000。多元醇聚合物为聚 乙二醇或聚丙二醇，分子量为700~1500。制备本专利技术甲醛吸附剂的制备方法，包括以下步骤a、制备甲醛反应剂将高分子有机胺聚合物和多元醇聚合物按质量1:0.03-1:0.2的比例 混合，加入去离子水稀释，制成甲醛反应剂；b、 基体材料预处理基体材料为活性炭颗粒、炭分子筛、活性炭纤维、活性炭粉、硅胶 或AL203时，恒温15(TC 20(TC， 3~5小时进行预处理；基体材料为吸附树脂、树脂粉末、 合成纤维吋，采用通用的水解工艺对基体材料进行表面处理生成羧酸基；c、 固化成型将处理好的基体材料按固/液(W/V) 1:0.01-1:5.0的比例加入上述甲醛反 应剂中，在35。C 85。C，恒温5 20小时；然后在温度《80。C,真空度0. 02 0. 05Mpa的条件 下烘干形成甲醛吸附剂。上述制甲醛反应剂步骤中，高分子有机胺聚合物和多元醇聚合物混合质量比为 1:0.15 1:0.2。上述固化成型步骤中，基体材料与甲醛反应剂的固液比(W/V)为1:0.2 1:1.5。 本专利技术吸附剂表面具有大量胺基官能团和少量的羟基官能团，胺基官能团能与甲醛气体 迅速反应，羟基能增强吸附剂表面的吸湿性能，在吸附剂表面形成一层水膜，从而促进甲醛 在吸附剂表面吸附、富集，加快反应速度、提高净化效率。本专利技术的甲醛吸附剂与普通活性 炭相比，对甲醛的吸附性能大幅度提高，在相同测试条件下，本专利技术与活性炭吸附剂的性能 指标对比见下表项目本专利技术(活性炭为基体)活性炭实验条件入口浓度1.25ppm， 空速20000hr—1入口浓度1.22ppm， 空速20000 hf1，穿透时间(净化效 率大于90%)170小时3小时穿透吸收容量33.8mg/g吸收剂0.195mg/g活性炭可以看出，在上表实验条件下本专利技术对甲醛的吸附容量比活性炭高出170多倍。取5g本专利技术的甲醛吸附剂放入一个30L密闭容器内，注入100ppm的甲醛气体，打开搅 拌风扇，间隔IO分钟从容器内对气体进行抽样测试，在相同测试条件下与活性炭进行对比， 见下表。本专利技术的甲醛吸附剂对甲醛的除去率效果远远高于普通活性炭。项目甲醛除去率(％)10分钟20分钟30分钟本专利技术(活性炭为基体)70.0%96.0%99.0%活性炭2.3%4.6%5.1%本专利技术的甲醛吸附剂在吸附甲醛时，能够使甲醛气体快速富集在其表面，并发生化学反应，生成对人体无害的物质，从而达到持续和彻底清除甲醛的效果；本专利技术采用的原料均无毒、无害，且制备工艺过程简单、过程容易控制，制成的甲醛吸附剂安全、环保，无二次污 染。具体实施例下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。但是下面的实施例不构成对本专利技术的限制。 实施例1将llml分子量1800、浓度18%的多乙烯多胺聚合物，与O.lml聚乙二醇充分混合，再 加入50ml去离子水稀释配制成甲醛反应剂，备用。取70g炭分子筛，恒温15(TC烘3个小时 预处理，目的是保证甲醛反应剂在基体材料上的负载更加均匀。将预处理过的炭分子筛加入 到甲醛反应剂中，恒温7(TC、转速300rpm、搅拌浸渍5小时，此时甲醛反应剂靠自然扩散作 用进入炭分子筛的内部孔隙、物理沉积在基体材料上。再以75'C真空烘干即制得以炭分子筛 为基体的甲醛吸附剂，该吸附剂对甲醛吸附容量为0.4mmol/g。实施例2将13ml分子量8000、浓度30%的多乙烯多胺聚合物，与聚乙二醇0.2ml充分混合，加 入20ml去离子水稀释配制成甲醛反应剂。取20g煤质活性炭，恒温15(TC烘4个小时预处理， 加入甲醛反应剂中，恒温8(TC、转速150rpm、搅拌浸渍5小时，再5(TC真空烘干即制得以 活性炭颗粒为基体的甲醛吸附剂，对甲醛的吸附容量为1.5mmol/g。实施例3将20ml分子量50000、浓度20%的多乙烯多胺聚合物，与聚乙二醇0.5ml充分混合，加 10ml去离子水稀释，备用。取6g吸附树脂，去离子水清洗数次，离心甩干，加入到备用的 甲醛反应剂中，恒温6(TC、转速100rpm、搅拌浸渍12小时，再45"C真空烘干即制得以吸附 树脂为基体的甲醛吸附剂，对甲醛的吸附容量为3.9mmol/g。实施例4将15ml分子量5000-6000、浓度30%的聚烷撑酰亚胺，与聚乙二醇0.5ml，去离子水30ml， 混合制成甲醛反应剂。取30g硅胶粉末加入到甲醛反应剂中，恒温80'C、转速200rpm、搅拌 浸渍8小时，再65'C真空烘干即制得以硅胶粉末为基体的甲醛吸附剂，对甲醛的吸附容量为 1.2mmol/g实施例5将15ml分子量5000~6000、浓度30%的聚垸撑酰亚胺，与聚乙二醇0.5ml,去离子水30ml， 混合制成甲醛反应剂。取聚丙烯腈纤维20g在碱性条件下水解，制得羧酸根含量为O.lmmol/g 的水解纤维，再将水解纤维浸入甲醛反应剂中恒温80'C、转速200rpm、搅拌浸渍8小时，通 过羧酸基与甲醛反应剂发生酸碱反应生成化学键，将甲醛反应剂固化在纤维基体表面。再65i:真空烘干即制得以合成纤维为基体的甲醛吸附剂，对甲醛的吸附容量为1.7mmol/g。纤维状 甲醛吸附剂外比表面积大，传质距离短，具有与甲醛气体反应速度快的特点，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醛吸附剂，由基体材料、高分子有机胺聚合物以及多元醇聚合物组成，其中高分子有机胺聚合物和多元醇聚合物两种组分占甲醛吸附剂的１％～５０％，其余为基体材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆文，范海明，张琴，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]