[發明專利]一種除甲醛的空氣凈化材料

在審

• 申請號: 202010597584.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111888882A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 嘉興市爵拓科技有限公司
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01J20/20;B01J20/30;D06M11/65;D06M11/50;D06M101/40
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 李笑磊

本發明公開了一種除甲醛的空氣凈化材料，屬于空氣凈化領域，采用錳負載改性活性炭纖維制備空氣凈化材料，其中錳負載改性活性炭纖的制備條件為：先通過三甲基秋水仙素酸對活性炭纖維進行改性，然后浸漬于高錳酸鉀溶液中，最后冷凍干燥得到。本發明得到的空氣凈化材料對甲醛具有好的清除效果，甲醛的清除率至少達到了75％，對空氣中的水分有良好的清除效果，吸濕性至少達到了5％，空氣的流通性好，空氣壓力降最高在15.6kPa/g。因此，本發明是一種高甲醛清除效果、吸濕性好的、空氣流通性好的除甲醛的空氣凈化材料。

技術領域

本發明屬于空氣凈化領域，具體涉及一種除甲醛的空氣凈化材料。

背景技術

隨著全球經濟的高速發展，部分地區(特別是發展中國家人口密集地區)的空氣質量急劇惡化，不斷出現的空氣污染問題嚴重危害人類的健康和社會的生產生活。源頭治理和終端過濾成為我國治理空氣污染的主要手段，空氣凈化材料憑借其過濾效率高、見效快、易于實現、成本低等優勢成為解決空氣污染問題的有效途徑。

近年來，居室裝修造成室內空氣甲醛污染及對人體危害的研究已成為社會關注熱點，甲醛凈化中常用的有物理吸附法，利用具有較大孔隙率和較強吸附性的材料與甲醛分子間的范德華力吸附甲醛,但其有選擇性、不易穩定、易脫附。活性炭等多孔介質對于甲醛有吸附作用，活性炭種類繁多,材質和制造工藝有所不同,對甲醛的吸附能力差別較大,單純物理吸附對氣相甲醛的去除效果有限單通效率不到50％。

活性炭纖維(ACFs)是在碳纖維工業基礎上發展起來的，由于吸附性能優異、用途廣泛、使用方便等優勢，使其自問世以來受到各國的普遍青睞。ACFs的宏觀形態和微觀結構都與傳統的活性炭有著本質的區別，其比表面積大、微孔豐富，孔徑小且分布窄，吸附量大、吸附速度快，吸附能力為一般活性炭的1-0倍；再生容易，工藝靈活性大(可制成紗、布、氈和紙等多種形態)；以及不易粉化和沉降等特性。目前，ACFs廣泛應用于化工、環保、醫用、食品衛生等方面，而且越來越受到人們的關注。

活性炭纖維經過活化后性能更強，但是隨著氧化時間的增加，會導致活性炭纖維的力學性能的下降，對活性炭纖維的進一步利用造成影響。在復合材料制備中，活性炭纖維的力學性能下降會導致吸附性能的降低。

空氣質量問題多種多樣，對空氣凈化材料也提出了更高的要求，要求有良好的空氣流通性等。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種可用于吸附材料的具有良好力學性能的、可用于甲醛凈化的錳負載改性活性炭纖維。

本發明為實現上述目的所采取的技術方案為：

一種錳負載改性活性炭纖維的制備方法，包括：將活性炭纖維浸泡在硝酸溶液中活化3-10h，過濾水洗干燥后，與三甲基秋水仙素酸共同加入鹽酸溶液中，加入過硫酸銨，于5-15℃的溫度下反應3-6h后過濾干燥得到改性活性炭纖維，將改性活性炭纖維浸漬于高錳酸鉀溶液中1-6h后過濾干燥得到錳負載改性活性炭纖維。活性炭纖維經硝酸活化后，表面含氧基團增加，并且形成具有發達孔隙結構的活性炭纖維，通過三甲基秋水仙素酸與活性炭纖維的反應，將多元環及極性基團引入活性炭纖維，通過分子間作用力提高活性炭纖維的力學性能，維持活性炭纖維孔隙結構，進而提高空氣凈化材料對甲醛的清除效果。

優選地，活化活性炭纖維的制備：將活性炭纖維加入硝酸溶液中，靜置預處理10-60min，隨后在60-90℃的溫度下活化3-10h，然后取出活性炭纖維用去離子水清洗至pH 6-8，烘箱中干燥得到活化活性碳纖維。

更優選地，硝酸溶液的質量分數為50-70wt％，例如，52、55、57、60、67、69wt％。

更優選地，活性炭纖維的添加量為HNO₃溶液的5-20wt％，例如，6、6.5、9、12、16、18、19wt％。