[發明專利]一種低濃度甲醛凈化材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910514754.1
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110115935B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 鄒巍巍;畢軍;丁長春;梁紅超
• 申請（專利權）人: 南京長三角綠色發展研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/81
• 分類號: B01D53/81;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明提供一種低濃度甲醛凈化材料的制備方法，采用分步浸漬法，取一定量高比表面積多孔材料依次浸漬在高錳酸鹽溶液、強堿溶液、化學吸附改性劑溶液以及抗菌劑溶液中，過濾干燥后既得低濃度甲醛凈化材料。本發明在傳統多孔材料物理吸附的基礎上，通過原位再生MnO₂和在材料表面增加堿金屬成分，增加材料的有效氧空位，實現凈化材料在特定環境下的催化分解性能。通過對預制備的凈化材料進行化學吸附改性，提高材料對甲醛的化學吸附能力。通過對化學吸附后的材料進行抗菌處理，實現凈化材料的環境耐受度，解決了目前大多數材料在長時間使用后可能會染菌釋放異味的問題。

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，具體涉及一種低濃度甲醛凈化材料的制備方法。

背景技術

甲醛作為室內氣態污染物中的典型代表，釋放周期長達15年，具有強烈的刺激性，大量吸入后會損傷呼吸系統、中樞神經系統、免疫系統、消化系統、血液系統、腎臟及肝臟等，甚至會引起染色體突變，造成鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道等各種癌。

國內針對甲醛的凈化技術從以下兩個角度展開，一是甲醛釋放污染源的控制，二是已釋放甲醛的末端凈化。室內甲醛污染源的控制要求人們在日程生活中使用綠色環保的建材，盡量減少深度裝修及使用不含甲醛的日用品。

甲醛的末端凈化技術有燃燒法、物理吸附法、化學氧化法、化學吸附法、光催化氧化法及等離子體凈化法。燃燒法是指采用高熱技術，通過已有燃料燃燒供熱使甲醛經氧化生成對環境無害的二氧化碳和水，其特點是凈化充分，無二次污染，但能耗較高，不適合民用；物理吸附法是指利用活性炭、分子篩等多孔結構材料作為吸附載體，含甲醛氣體經過時，部分甲醛作為吸附質與活性炭孔結構因范德華力結合在一起，減少廢氣中甲醛含量，其特點是吸附效率高，但壽命較短，且飽和時由于范德華力鍵合較弱易二次散發成為污染源；化學氧化法是指利用高氧化型化學物（如高錳酸鉀、二氧化氯、雙氧水等）與甲醛進行反應，將甲醛氧化成CO₂和H₂O，其特點是反應速度快，但化學試劑本身易揮發形成二次污染。

化學吸附法是指在傳統物理吸附法基礎上進行改進，對活性炭等多孔材料進行預改性，改善其孔道及表面官能團，當含甲醛氣體經過時，甲醛與孔道之間的范德華力升級為化學鍵，其特點是吸附效率高，速度快，鍵合牢固性較強，但目前對改性劑的研究尚不深入。如專利CN107159135A公開了一種利用氨基酸對活性炭進行改性清除室內甲醛的改性活性炭材料，先通過將活性炭浸漬于ZnCl₂和CaCl₂溶液的混合溶液中浸漬干燥，并在200-400℃下煅燒1-3小時，隨后除去Zn和Ca離子，最后浸漬于氨基酸水溶液中，干燥制得。這種產品工藝復雜，尤其涉及高溫煅燒，難以大規模應用。專利CN109078477A公開了一種羥基氨基酸除甲醛凈化材料及其制備方法，通過選用多孔吸附材料作為載體，按羥基氨基酸與水的重量比為0.03:1～0.3:1稱取羥基氨基酸溶于水攪拌后得羥基氨基酸水溶液；將所述多孔載體置于真空浸漬罐中，密封真空浸漬罐后抽真空，利用真空吸入所述羥基氨基酸水溶液，真空浸漬后干燥制成。這種產品工藝簡單，但在實際應用中技術單一，且長期使用由于氨基酸富營養化，會使吸附在材料表面的細菌快速繁殖，引發異味。

光催化氧化法是指在光的作用下發生化學反應，將甲醛降解為二氧化碳和水，目前應用最多的光催化劑為二氧化鈦，但光催化一般使用的光源為紫外光，價格昂貴，壽命較短，不利于大規模民用；催化氧化法利用空氣中的氧氣為氧化劑，在催化劑的存在條件下將甲醛轉化為CO₂和H₂O，其特點是壽命較長，但成本較高。等離子體法是指在高頻放電的過程中瞬間產生高能量，打開有害氣體分子的化學鍵使之分解為原子或無害分子，其特點是無材料消耗可長期使用，但高壓放電過程中會產生臭氧及氮氧化物等其它氣態物質形成二次污染。