[發明專利]一種改性硅膠吸附劑、其制備方法以及改性硅膠濾網

在審

• 申請號: 202010421120.4
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111468068A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 劉煥亮;林本成;襲著革;亓學奎;游輝;來文慶;李超;李康;石玥
• 申請（專利權）人: 軍事科學院軍事醫學研究院環境醫學與作業醫學研究所;北京市理化分析測試中心
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/32;B01D39/16;B01D53/04
• 代理公司: 北京豐浩知識產權代理事務所(普通合伙) 11781
• 代理人: 董超

本發明涉及室內環境污染控制技術領域，尤其是一種改性硅膠吸附劑及改性硅膠濾網。本發明通過在硅膠上接枝端氨基超支化聚酰胺胺(HPAMAM)，使硅膠表面含有充足的端氨基，這些端氨基具有高活性，可與醛酮類產生縮合反應從而大量捕捉和固定醛酮類揮發性物質，使改性后的硅膠具有優異的吸附醛酮類物質的能力，可應用于艦艇艙室內的空氣凈化。本發明的改進硅膠吸附劑可分散附著在過濾基材上以制成改性硅膠濾網，該改性硅膠濾網可與活性炭、或其他VOCs吸附材料復合使用，用于對室內VOCs的凈化處理。本發明還涉及該改性硅膠吸附劑、改性硅膠濾網的制備方法。

技術領域

本發明涉及室內環境污染控制技術領域，特別是一種改性硅膠吸附劑、其制備方法以及改性硅膠濾網。

背景技術

根據世界衛生組織(WHO)的定義，揮發性有機物VOCs(volatile organiccompounds)是在常溫下，沸點50℃至260℃的各種有機化合物。在我國，VOCs是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物，或在20℃條件下，蒸汽壓大于或者等于10Pa且具有揮發性的全部有機化合物。大多數VOCs具有令人不適的特殊氣味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛等對人體健康會造成很大的傷害。

艦艇艙室是特殊的載人人工環境，由于人員活動、非金屬材料釋放、機械設備運行等，導致其艙室空氣中存在的VOCs具有其特殊性，其種類并不同于大氣環境、民居室內環境或勞動衛生環境。根據文獻檢測數據及前期摸底調查發現：艙室中污染較為嚴重的物質依次為：苯系物醛酮類物質(含羰基的有機物)烴類物質鹵代烴其他有機污染物。可見，苯系物及醛酮類物質是艦艇艙室空氣中的主要污染物。然而，現今以活性炭為主的凈化材料只能凈化苯系物，對醛酮類物質，尤其是小分子羰基物質(甲醛，乙醛，丙烯醛，丙酮等)并不能起到很好的凈化作用。作為改善手段，人們對活性炭進行了各種改性處理，但存在的技術問題是：對活性炭進行改性處理的同時犧牲了活性炭內部的多孔活性位點，雖然對某種特殊物質的吸附能力加強了，但其本身的物理吸附性能卻下降了。且就目前對活性炭的改性技術來看，大多數改性活性炭并不能對羰基類物質起到很好的凈化作用。

硅膠又名硅酸凝膠，是一種粒狀多孔的二氧化硅水合物，硅膠是一種高活性吸附材料，主要用作干燥劑和管柱層析、薄層層析中的吸附劑，但是硅膠本身選擇吸附性和吸附能力較差，限制了其應用。硅膠表面含有硅羥基，可通過鍵合反應或表面修飾的方法引入其他基團，以提高其吸附性。例如，現有的一種烷基化改性硅膠的方法，在超聲條件下，以含有C4-C30烷基的甲氧基型硅烷化試劑為硅膠改性劑，對硅膠表面進行改性，使官能團接枝在硅膠表面，用作SPF柱填料，改性后硅膠對苯甲酸吸附能力超過改性之前的普通硅膠。上述技術雖然公開對硅膠改性可提高其吸附苯甲酸的能力，但對醛酮類物質仍不具有較好的吸附能力，無法用于艦艇艙室內的空氣凈化。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術所存在的問題，本發明提供一種改性硅膠吸附劑及改性硅膠濾網。本發明通過在硅膠上接枝端氨基超支化聚酰胺胺(HPAMAM)，使硅膠表面含有充足的端氨基，這些端氨基具有高活性，可與醛酮類產生縮合反應從而大量捕捉和固定醛酮類揮發性物質，使改性后的硅膠具有優異的吸附醛酮類物質的能力，可應用于艦艇艙室內的空氣凈化。本發明還涉及上述改性硅膠吸附劑的制備方法。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發明提供一種改性硅膠吸附劑，其包括硅膠載體和接枝在硅膠載體上的端氨基超支化聚酰胺胺。

作為本發明的較佳實施例，其中，所述端氨基超支化聚酰胺胺的分子量為5000～8000，支化度(DB)≥0.4，總胺值0.069mol/g。以滿足該條件的端氨基超支化聚酰胺胺作為改性劑，可以在硅膠載體表面獲得豐富的端氨基，使其具有優異的“化學”捕捉羰基(醛酮)類物質的作用。