[發明專利]一種能清除空氣中甲醛的高分子吸附材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710395304.6
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN108940227B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李賽賽;張瑞豐;靳鑫煜;李艷;江峰;肖通虎;龍能兵
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02;C08J9/26;C08L63/00
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本發明是關于一種高分子吸附材料的制備方法及在清除空氣中甲醛污染的應用。它是通過環氧樹脂/有機分散體系在固體狀態下固化并清洗除去分散劑、最后通過親水化處理而獲得，該材料具1～50μm的大孔以及平均孔徑為20nm的介孔，比表面積達到230m²/g以上，其孔隙率高于90％，表觀密度低于0.1g/mL，由此保證其既有很強的吸附能力，又有較高的吸附速率和吸附容量。制備過程中使用三羥甲基丙烷作為分散劑，利用其與環氧樹脂E?51適度親和性而起到分散作用，并且在冷卻過程中的連續結晶行為而致孔，所使用的唯一分散劑三羥甲基丙烷價格低廉、揮發性極低、污染小、并且可以回收，完全符合綠色化學的要求。所制備的高分子吸附材料能夠將甲醛污染清除，實現污染空氣的凈化，這種空氣凈化方式的優點是：裝置結構簡單，材料能多次循環使用，成本低，能耗小，適應性強，對環境與人都無害，沒有二次污染。

技術領域

本發明是關于一種高分子吸附材料的制備及在消除空氣中甲醛污染方面的應用。使用該高分子吸附材料可提供一種既方便快捷又效果極佳的除去空氣中甲醛污染的新方法。

背景技術

甲醛是揮發性有機污染物中的代表性化合物，長期接觸可引起皮膚癌等各種疾病，一直是治理室內環境污染中著重關注的問題，如何除去室內環境中的甲醛污染已經成為一個必須克服的技術難題。目前來說，解決問題的基本方法有兩類：一個是活性炭吸附法，另一個是催化降解法。前一種方法相對簡單，但是效果非常有限，因為活性炭的吸附能力要受到甲醛分子傳質速率的限制，甲醛分子一般只能吸附在活性炭顆粒的表面，很難迅速進入活性炭內部的微孔中，活性炭的利用效率大大降低，另外活性炭還存在吸附飽和問題，不能長期使用。催化降解法又分為光催化和電激發催化，是目前發展的一種趨勢，但是面臨的問題仍然不少。以TiO₂作為光催化劑的有機物降解技術為例，雖然其反應條件溫和、能耗低、無選擇性等優點曾一度在空氣凈化領域受到重點關注，但是在實際應用上的深入研究表明，光催化必須滿足的條件是紫外光、催化劑以及載體這三個要素的協同工作，其所要解決的問題甚至比光催化劑本身的研究還要復雜，技術壁壘遠遠超過了一項單純應用性技術所能承受的高度，故發展前景不容樂觀。

為了能快速有效的將有機分子降解，現在又出現了一種新的手段，通過電激發產生高氧化活性的(如羥基自由基、過氧自由基)所謂的凈離子來快速氧化甲醛分子，單從降解這個角度來說，確實效率能夠提高，但是新的問題又會產生，這些高反應活性的東西本身就會對人體造成傷害，人體在氧化性空氣氛圍中所造成的危害未必比甲醛本身來的小。另一方面，有機分子的降解并非一步而成，而是會產生各種中間的分子碎片，這些東西對人體的潛在危害現在完全不得而知，人們往往只強調甲醛的去除，而不考慮因此而帶來的副作用，從以上分析可知，降解法絕不是盡善盡美，不但費用高，而且風險大，所以應該盡量避免。

本發明采用一種較為溫和且安全的方式來凈化甲醛污染，我們利用一種三維連通的大孔結構的吸附材料，通過對其進行表面的親水性化處理，使其吸水性明顯提高，經過實驗證明，通過吸附方式能有效清除空氣中的甲醛。這種方法無需特殊的設備，能耗低，快捷方便，效果顯著，且不會對環境和人造成任何不良影響。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題是針對空氣中甲醛污染提供一種安全、方便、效果良好的吸附法甲醛凈化方案，它依賴一種親水化的高分子吸附材料，這種材料同時具有1～50μm的大孔以及平均孔徑為20nm的介孔(根據圖2所示的測量結果)，其比表面積達到230m²/g，孔隙率在90％以上，表觀密度在0.1g/mL以下，它既有很強的吸附能力，又有高的吸附速率和吸附容量，因而可以達到凈化空氣的目的。這種清除甲醛污染的方案有很多優點：裝置結構簡單，使用成本低，能耗小，適應性強，對環境與人都無任何危害。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供上述高分子吸附材料的制備路線與方法，它切實可行，操作簡便，易于批量生產。

本發明所要解決的再一個技術問題是提供一種上述高分子吸附材料在清除空氣中甲醛污染的具體應用方法。