本發(fā)明屬于室內(nèi)空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于除去室內(nèi)微塵、甲醛以及其他異味的室內(nèi)空氣凈化物及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，人們對室內(nèi)的環(huán)境要求也越來越高，然而目前的室內(nèi)環(huán)境主要面臨如下問題：
①室內(nèi)裝修污染：近年來室內(nèi)裝修品以及內(nèi)飾品的種類逐漸增多，然而帶來的室內(nèi)環(huán)境污染問題也逐漸增多，室內(nèi)裝修夾雜著有毒氣體的釋放特別是甲醛氣體，微塵顆粒的堆積等等，這些問題都在潛移默化的影響著人們的身體健康；甲醛是一種無色的有毒氣體，家居裝修中的甲醛主要藏匿在一些復(fù)合板制成的夾具、衣柜等，甲醛可經(jīng)過呼吸道吸收，通過增加氧及氧化反應(yīng)破壞人體的免疫系統(tǒng)，使人的機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷；甲醛對皮膚黏膜具有強(qiáng)烈的刺激作用，對人體具有致敏作用，可引起過敏性鼻炎、色斑、支氣管哮喘等，甲醛還具有強(qiáng)烈的致癌性和促癌變性，引起白血病等癌癥。
②香煙污染：對于煙民來說，香煙是不可離身的物品，香煙在燃燒過程中不僅會發(fā)出難聞的氣味，而且還釋放了對人體具有較大傷害的物質(zhì)，這些物質(zhì)的釋放不僅影響抽煙者的人體健康同時也影響這周圍人的人體健康。
③室內(nèi)其他異味：在居家生活或公共交通中，經(jīng)常會遇到腳臭、食物腐爛、衛(wèi)生間異味等問題，這些異味的存在不僅影響人們的心情同時釋放的氣味也會影響人們的身體健康。
綜上，需要研制一種空氣凈化劑，同時能夠凈化空氣中的有毒氣體、煙塵以及其他異味。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸附效果好、攜帶方便適用于各種室內(nèi)環(huán)境凈化的空氣凈化物及其制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所提供的凈化物以介孔有機(jī)二氧化硅層為骨架，所述介孔有機(jī)二氧化硅骨架上負(fù)載納米級甲醛分解酶形成光解酶復(fù)合體，所述光解酶復(fù)合體外包裹多孔型溶脹體；
上述凈化物的制備方法，包括如下步驟：
(11)將十六烷基三甲基氯化銨、氨水、乙醇和水按比例混合攪拌均勻制得表面活性劑混合液，然后將體系溫度升高至50～80℃，加入有機(jī)硅源，攪拌反應(yīng)10～15h制得介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料，并過濾、洗滌、干燥；
(12)將步驟(11)中制得的介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料置入反應(yīng)瓶中，并向反應(yīng)瓶中加入光敏聚氨酯超分散劑和hh972-2穩(wěn)定劑，然后將體系溫度升高至35～50℃，攪拌條件下加入納米級甲醛分解酶，超聲波條件下將甲醛分解酶裝載到介孔有機(jī)二氧化硅骨架上，得到光解酶復(fù)合體；
(13)向高粘殼聚糖中加入醋酸水溶液，攪拌均勻，然后向該體系中加入二氨酯二醇和引發(fā)劑體系，氮氣環(huán)境下升溫至150～170℃，減壓攪拌回流反應(yīng)3～8h，得到改性高粘殼聚糖；撤掉回流體系，保溫條件下加入步驟(12)得到的體系，并隨后加入碳酸氫鈉與乙醇混合體系，氮氣環(huán)境下攪拌均勻后停止攪拌，超聲波環(huán)境下將體系逐漸降溫至80～100℃，保持2～5h，后體系無氣泡冒出，將體系繼續(xù)降溫至室溫，后對體系過濾、洗滌、干燥、粉磨，得到室內(nèi)空氣凈化物。
進(jìn)一步地，為提高該凈化物對室內(nèi)有毒氣體，特別是甲醛的分解凈化能力，所述納米級甲醛分解酶的制備方法包括如下步驟：
(21)將鎢酸鈉溶于水中，并加入無水乙酸和冰醋酸，在20～30℃下攪拌3～6h，得到a溶膠；將鈦酸四丁酯與無水乙酸和冰醋酸混合均勻，在20～30℃下攪拌3～6h，得到b溶膠；將a溶膠與b溶膠混合并加入0.1～0.2wt％的石墨烯微波下劇烈攪拌1～2h，然后靜置1～3d，靜置完成后將混合體系置入干燥箱中90～100℃下干燥3～5h；
(22)將步驟(21)中得到物質(zhì)研磨粉碎，并加入研磨粉碎的鋅摻雜納米tio2，攪拌混合均勻，然后在氨氣環(huán)境中450～500℃煅燒2～5h得到納米級甲醛分解酶wo3·zn-n-tio2。
進(jìn)一步地，為提高該分解酶在弱光條件下的分解活性，所述甲醛分解酶中w、zn、ti的摩爾比例為0.3～0.5％：0.5～0.8％：1。
進(jìn)一步地，光敏聚氨酯超分散劑的添加比例為2～5wt％，hh972-2穩(wěn)定劑的添加比例為3～6wt％，納米級甲醛分解酶的添加比例為3～8wt％。
進(jìn)一步地，步驟(13)中碳酸氫鈉與乙醇混合體系的添加量為3～10％，其中碳酸氫鈉與乙醇的摩爾比為1:3～8。
進(jìn)一步地，步驟(13)中所述引發(fā)劑體系為過硫酸銨與氯化亞錫的混合引發(fā)劑體系，其中過硫酸銨與氯化亞錫的混合摩爾比例為1:3～5。
本發(fā)明提供了采用上述方法制備的空氣凈化物。
本發(fā)明還提供了上述空氣凈化物的使用方法，具體為，將空氣凈化物倒入20～35℃溫水中，其中空氣凈化物與水的體積比控制為1:5～7，靜置1～5min，凈化物體積膨脹，表面微孔張大，一方面凈化物表面的微孔吸附空氣中的微塵，緩解霧霾傷害；另一方面微孔張大后，毒性氣體如甲醛等進(jìn)入微孔內(nèi)，甲醛分解酶在光照條件下將甲醛分解，凈化室內(nèi)有毒氣體。
有益效果：(1)本發(fā)明中通過采用介孔有機(jī)二氧化硅層為骨架，在骨架上負(fù)載納米級甲醛分解酶形成光解酶復(fù)合體，并在解酶復(fù)合體外包裹多孔型溶脹體制得空氣凈化物；該空氣凈化物遇水可迅速溶脹，凈化物的表面微孔張大，一方面凈化物表面的微孔吸附空氣中的微塵，緩解霧霾傷害；另一方面微孔張大后，毒性氣體如甲醛等進(jìn)入微孔內(nèi)，甲醛分解酶在光照條件下將甲醛分解，凈化室內(nèi)有毒氣體；
(2)本發(fā)明提供的產(chǎn)品具有能較好的穩(wěn)定性，而且在干燥狀態(tài)下體積較小，較易于攜帶使用；
(3)本品還可應(yīng)用于對腳臭、食品腐爛等異味的吸收，在較密閉的公共環(huán)境中具有較好的氣味凈化效果。
(4)本品種含有新型的甲醛分解酶，該分解酶可以在非常微弱的光照條件下對甲醛進(jìn)行高效分解，使該凈化物持續(xù)不斷的對室內(nèi)有毒氣體凈化。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。
實施例1：一種凈化物的制備方法，包括如下步驟：
(11)將十六烷基三甲基氯化銨、氨水、乙醇和水按比例混合攪拌均勻制得表面活性劑混合液，然后將體系溫度升高至70℃，加入有機(jī)硅源，攪拌反應(yīng)13h制得介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料，并過濾、洗滌、干燥；
(12)將步驟(11)中制得的介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料置入反應(yīng)瓶中，并向反應(yīng)瓶中加入4wt％光敏聚氨酯超分散劑和5wt％hh972-2穩(wěn)定劑，然后將體系溫度升高至4℃，攪拌條件下加入5wt％納米級甲醛分解酶，超聲波條件下將甲醛分解酶裝載到介孔有機(jī)二氧化硅骨架上，得到光解酶復(fù)合體；
(13)向高粘殼聚糖中加入醋酸水溶液，攪拌均勻，然后向該體系中加入二氨酯二醇和引發(fā)劑體系，引發(fā)劑體系為過硫酸銨與氯化亞錫的混合引發(fā)劑體系，其中過硫酸銨與氯化亞錫的混合摩爾比例為1:4；氮氣環(huán)境下升溫至160℃，減壓攪拌回流反應(yīng)6h，得到改性高粘殼聚糖；撤掉回流體系，保溫條件下加入步驟(12)得到的體系，并隨后加入碳酸氫鈉與乙醇混合體系，碳酸氫鈉與乙醇混合體系的添加量為8％，其中碳酸氫鈉與乙醇的摩爾比為1:6；氮氣環(huán)境下攪拌均勻后停止攪拌，超聲波環(huán)境下將體系逐漸降溫至90℃，保持4h，后體系無氣泡冒出，將體系繼續(xù)降溫至室溫，后對體系過濾、洗滌、干燥、粉磨，得到室內(nèi)空氣凈化物。
其中，步驟(12)中的納米級甲醛分解酶的制備方法包括如下步驟：
(21)將鎢酸鈉溶于水中，并加入無水乙酸和冰醋酸，在25℃下攪拌5h，得到a溶膠；將鈦酸四丁酯與無水乙酸和冰醋酸混合均勻，在25℃下攪拌5h，得到b溶膠；將a溶膠與b溶膠混合并加入0.15wt％的石墨烯微波下劇烈攪拌1.5h，然后靜置2d，靜置完成后將混合體系置入干燥箱中95℃下干燥4h；
(22)將步驟(21)中得到物質(zhì)研磨粉碎，并加入研磨粉碎的鋅摻雜納米tio2，攪拌混合均勻，然后在氨氣環(huán)境中480℃煅燒4h得到納米級甲醛分解酶wo3·zn-n-tio2；其中，w、zn、ti的摩爾比例為4％：7％：1。
實施例2：一種凈化物的制備方法，包括如下步驟：
(11)將十六烷基三甲基氯化銨、氨水、乙醇和水按比例混合攪拌均勻制得表面活性劑混合液，然后將體系溫度升高至50℃，加入有機(jī)硅源，攪拌反應(yīng)10h制得介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料，并過濾、洗滌、干燥；
(12)將步驟(11)中制得的介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料置入反應(yīng)瓶中，并向反應(yīng)瓶中加入2wt％光敏聚氨酯超分散劑和3wt％hh972-2穩(wěn)定劑，然后將體系溫度升高至35℃，攪拌條件下加入3wt％納米級甲醛分解酶，超聲波條件下將甲醛分解酶裝載到介孔有機(jī)二氧化硅骨架上，得到光解酶復(fù)合體；
(13)向高粘殼聚糖中加入醋酸水溶液，攪拌均勻，然后向該體系中加入二氨酯二醇和引發(fā)劑體系，引發(fā)劑體系為過硫酸銨與氯化亞錫的混合引發(fā)劑體系，其中過硫酸銨與氯化亞錫的混合摩爾比例為1:3；氮氣環(huán)境下升溫至150℃，減壓攪拌回流反應(yīng)3h，得到改性高粘殼聚糖；撤掉回流體系，保溫條件下加入步驟(12)得到的體系，并隨后加入碳酸氫鈉與乙醇混合體系，碳酸氫鈉與乙醇混合體系的添加量為3wt％，其中碳酸氫鈉與乙醇的摩爾比為1:3；氮氣環(huán)境下攪拌均勻后停止攪拌，超聲波環(huán)境下將體系逐漸降溫至80℃，保持2h，后體系無氣泡冒出，將體系繼續(xù)降溫至室溫，后對體系過濾、洗滌、干燥、粉磨，得到室內(nèi)空氣凈化物。
其中，步驟(12)中的納米級甲醛分解酶的制備方法包括如下步驟：
(21)將鎢酸鈉溶于水中，并加入無水乙酸和冰醋酸，在20℃下攪拌3h，得到a溶膠；將鈦酸四丁酯與無水乙酸和冰醋酸混合均勻，在20℃下攪拌3h，得到b溶膠；將a溶膠與b溶膠混合并加入0.1wt％的石墨烯微波下劇烈攪拌1h，然后靜置1d，靜置完成后將混合體系置入干燥箱中90℃下干燥5h；
(22)將步驟(21)中得到物質(zhì)研磨粉碎，并加入研磨粉碎的鋅摻雜納米tio2，攪拌混合均勻，然后在氨氣環(huán)境中450℃煅燒5h得到納米級甲醛分解酶wo3·zn-n-tio2；其中，w、zn、ti的摩爾比例為0.3％：0.5％：1。
實施例3：一種凈化物的制備方法，包括如下步驟：
(11)將十六烷基三甲基氯化銨、氨水、乙醇和水按比例混合攪拌均勻制得表面活性劑混合液，然后將體系溫度升高至80℃，加入有機(jī)硅源，攪拌反應(yīng)15h制得介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料，并過濾、洗滌、干燥；
(12)將步驟(11)中制得的介孔有機(jī)二氧化硅層骨架材料置入反應(yīng)瓶中，并向反應(yīng)瓶中加入5wt％光敏聚氨酯超分散劑和6wt％hh972-2穩(wěn)定劑，然后將體系溫度升高至50℃，攪拌條件下加入8wt％納米級甲醛分解酶，超聲波條件下將甲醛分解酶裝載到介孔有機(jī)二氧化硅骨架上，得到光解酶復(fù)合體；
(13)向高粘殼聚糖中加入醋酸水溶液，攪拌均勻，然后向該體系中加入二氨酯二醇和引發(fā)劑體系，引發(fā)劑體系為過硫酸銨與氯化亞錫的混合引發(fā)劑體系，其中過硫酸銨與氯化亞錫的混合摩爾比例為1:5；氮氣環(huán)境下升溫至170℃，減壓攪拌回流反應(yīng)8h，得到改性高粘殼聚糖；撤掉回流體系，保溫條件下加入步驟(12)得到的體系，并隨后加入碳酸氫鈉與乙醇混合體系，碳酸氫鈉與乙醇混合體系的添加量為10wt％，其中碳酸氫鈉與乙醇的摩爾比為1:8；氮氣環(huán)境下攪拌均勻后停止攪拌，超聲波環(huán)境下將體系逐漸降溫至100℃，保持5h，后體系無氣泡冒出，將體系繼續(xù)降溫至室溫，后對體系過濾、洗滌、干燥、粉磨，得到室內(nèi)空氣凈化物。
其中，步驟(12)中的納米級甲醛分解酶的制備方法包括如下步驟：
(21)將鎢酸鈉溶于水中，并加入無水乙酸和冰醋酸，在30℃下攪拌6h，得到a溶膠；將鈦酸四丁酯與無水乙酸和冰醋酸混合均勻，在30℃下攪拌6h，得到b溶膠；將a溶膠與b溶膠混合并加入0.2wt％的石墨烯微波下劇烈攪拌2h，然后靜置3d，靜置完成后將混合體系置入干燥箱中100℃下干燥3h；
(22)將步驟(21)中得到物質(zhì)研磨粉碎，并加入研磨粉碎的鋅摻雜納米tio2，攪拌混合均勻，然后在氨氣環(huán)境中500℃煅燒2h得到納米級甲醛分解酶wo3·zn-n-tio2；其中，w、zn、ti的摩爾比例為0.5％：0.8％：1。
使用時，將空氣凈化物倒入20～35℃溫水中，其中空氣凈化物與水的體積比控制為1:5～7，靜置1～5min，凈化物體積膨脹，表面微孔張大，一方面凈化物表面的微孔吸附空氣中的微塵，緩解霧霾傷害；另一方面微孔張大后，毒性氣體如甲醛等進(jìn)入微孔內(nèi)，甲醛分解酶在光照條件下將甲醛分解，凈化室內(nèi)有毒氣體，最大化的釋放凈化材料，可針對室內(nèi)甲醛、苯、氨、tvoc等毒性氣體清理、異味、煙塵以及霧霾等吸收，而且本品因攜帶、污染性小，適于各種較密閉的環(huán)境凈化空氣使用。
以本品用于除室內(nèi)甲醛的效果為例，將實施例1～3中制得的產(chǎn)品與現(xiàn)有的除甲醛產(chǎn)品進(jìn)行對比，效果數(shù)據(jù)如表1所示；
表1實施例1～3中室內(nèi)空氣凈化物與現(xiàn)有甲醛捕捉劑在正常光照下的效果數(shù)據(jù)
由上表數(shù)據(jù)對比可知，采用本發(fā)明產(chǎn)品可以較快的分解室內(nèi)的甲醛，且持續(xù)時間較長，處理效果好，綜合成本低。
本申請發(fā)明人還將實施例1～3中制得的室內(nèi)空氣凈化物與現(xiàn)有的甲醛捕捉劑在光照強(qiáng)度均為0.2lx的微弱光照條件下效果進(jìn)行對照試驗，對比數(shù)據(jù)如表2所示；
表2實施例1～3中室內(nèi)空氣凈化物與現(xiàn)有甲醛捕捉劑載微光下甲醛分解效果數(shù)據(jù)
由上表數(shù)據(jù)對比可知，采用本發(fā)明產(chǎn)品可以較微弱的燈光下依然保持較高的光催化電子效率，依然保持光解甲醛的效果。
以本品用于除室內(nèi)微塵的效果為例，將實施例1～3中制得的產(chǎn)品與現(xiàn)有的微塵吸附產(chǎn)品進(jìn)行對比，實施過程中，本產(chǎn)品與現(xiàn)有的微塵吸附劑體積基本相同，室內(nèi)空間體積為10m3，效果數(shù)據(jù)如表3所示；
表3實施例1～3中室內(nèi)空氣凈化物與現(xiàn)有微塵吸附劑對pm2.5的吸附效果數(shù)據(jù)
由上表數(shù)據(jù)對比可知，采用本發(fā)明產(chǎn)品可對空氣中pm2.5迅速的吸附，凈化室內(nèi)空氣，相對于現(xiàn)有產(chǎn)品，效果十分明顯。
如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。