[發明專利]常溫常壓可視化降解甲醛及VOCs的功能材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110613645.2
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113144894B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王丹亮;萬遠鑫;韓小兵
• 申請（專利權）人: 南京風清揚健康科技有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/72;B01D53/44;F24F8/167;B01J23/755
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 肖明芳

本發明提供了一種常溫常壓可視化降解甲醛及VOCs的功能材料，包括負載劑、氧化劑、催化劑、增強劑和配體。通過負載劑、氧化劑、催化劑以及增強劑和配體的協同強化作用，提高了反應效率，使得材料在常溫常壓下具有優異的降解甲醛及VOCs的效果，且與甲醛及VOCs反應前后，材料自身結構及顏色發生變化，可用肉眼直接觀察并指示反應速度和程度。本發明所制備的材料不僅能降解甲醛，還能降解多種VOCs。由于協同強化作用，各種組分均勻分布且結合緊固，抗水耐濕，材料可制成固態或液態，從本質上解決固體催化劑吸收水分后性能衰減和結構破壞等問題。本發明用于環保、健康領域，尤其是對空間內污染氣體、工業VOCs處理特別重要。

技術領域

本發明屬于新材料和氣體污染治理領域，具體涉及一種常溫常壓可視化降解甲醛及VOCs的功能材料及制備方法，用于氣體凈化、環保、大健康領域。

背景技術

隨著經濟的持續發展，房地產、汽車、化工、制藥、紡織等行業高速發展，人們對住房、出行、服裝、醫療、生活環境等相關的要求不斷提高。但現有的物質資料的生產方式伴隨著大量的污染氣體排放，一方面是室內、車內、空間內的各種裝修材料，例如皮革、板材、塑料件、油漆、膠水所釋放出來的甲醛和VOCs(可揮發性有機物)；另一方面是大量的工業企業排放出數以噸級的VOCs氣體進入到大氣中。這些都嚴重的損害了人們的健康和生活的環境。上述問題已經成為了人們最關心的社會問題。

甲醛是一種無色高刺激性的氣體，是毒性較高的物質。大量文獻記載，甲醛對人體健康的影響主要表現在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能、肝功能和免疫功能異常等方面。低濃度的甲醛溶液就是醫院浸泡尸體標本，防止腐爛的福爾馬林。室內高濃度的甲醛及VOC有可能引發白血病、癌癥等多種疾病。

VOC(Volatile Organic Compounds可揮發性有機物)經常會被人們忽視，但可能是更為重要車內室內污染物。以苯為例，環境大氣中的苯多以蒸氣形式經呼吸道侵入體內，動物實驗研究發現長期暴露于苯環境，會導致造血干細胞功能下降和各種疾病的發生，如再障、骨髓增生異常綜合征、白血病等；苯的急性中毒是由于接觸者短時間在極高濃度的苯蒸氣環境中工作，其以麻痹中樞神經系統為主；長期反復接觸低濃度苯可引起慢性中毒，主要表現在對神經系統、造血系統的危害。苯是WHO確認的人類致癌物質，也是標準確定的八種物質中對人類健康危害最大的物質，苯是車內污染物中應該最為嚴格控制的有害組織。WHO對環境空氣中苯的建議是越低越好。

甲醛及VOCs存在于室內和車內的各種裝修材料中，包括木板、人造板材、油漆、涂料、皮革、窗簾、膠水、墻紙、紡織品中。甲醛及VOCs的釋放時間很長，一般在10-15年，在此期間，甲醛會不斷從上述物品中釋放出來。人們有80-90％以上的時間都在室內或車內度過，因此室內和車內的空氣質量將會直接影響人們的健康。室內車內氣體污染的問題幾乎每個人都會在一生中遇到，因此，開發高效的甲醛及VOCs凈化技術對個體的健康和整個社會都非常重要。

現有的室內車內除甲醛方法主要有吸附、光催化、生物法、臭氧法、二氧化氯法、植物凈化發、催化氧化法等。吸附法是利用多孔性物質，例如活性炭、分子篩、硅膠、沸石等材料的吸附性能吸附空氣中的甲醛，該方法僅是物理吸附，并沒有真正祛除空間內的甲醛，經過加熱或劇烈晃動后，甲醛會二次釋放，不具有持久性。吸附法不是針對性吸附，也會吸附水汽、二氧化碳等其他氣體，對甲醛的吸附效率低。光催化需要紫外光，會老化各種裝修材料，不易于在室內和車內使用，且使用的納米級的固體顆粒，可能引發二次污染。生物法由于細菌和微生物的生物活性條件所限，使用不便且效率較低。臭氧法和二氧化氯法都會產生較強烈的刺激性，不宜在室內和車內使用。植物對室內和車內的甲醛及VOCs的凈化效果微乎其微。