一種具有除甲醛功能的空氣凈化新材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，涉及一種空氣凈化新材料，具體涉及一種具有除甲醛功 能的空氣凈化新材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲醛是一種帶有室息性氣味的無色氣體，對(duì)人的眼睛和呼吸系統(tǒng)有著強(qiáng)烈的刺激 作用?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，甲醛對(duì)人體健康有負(fù)面影響。其危害程度與它在空氣中的濃度和 接觸時(shí)間的長(zhǎng)短密切相關(guān)。人體各器官對(duì)甲醛感受的個(gè)體差異比較大，其中，眼睛對(duì)甲醛的 感受最敏感，嗅覺和呼吸道次之?？諝庵屑兹┑臐舛容^低時(shí)，刺激作用輕微，稍高時(shí)，刺激作 用增強(qiáng)。一般認(rèn)為氣態(tài)甲醛對(duì)眼睛產(chǎn)生刺激作用的最低值為0.06mg/m3,當(dāng)濃度為6mg/m3時(shí) 會(huì)引起肺部的刺激效應(yīng)，其作用癥狀主要是流淚、打噴嚏、咳嗽，甚至出現(xiàn)結(jié)膜炎、咽喉炎、 支氣管痙攣等；甲醛又是致敏物質(zhì)，它對(duì)皮膚有很強(qiáng)的刺激作用，能引起皮膚的過敏。當(dāng)空 氣中甲醛的濃度為0.5-1.Omg/m3時(shí)，會(huì)引起皮膚的腫脹、發(fā)紅。低濃度的甲醛能抑制汗腺分 泌、使皮膚干燥開裂；甲醛能使蛋白質(zhì)變性，對(duì)細(xì)胞具有強(qiáng)大的破壞作用。人類長(zhǎng)期接觸低 濃度甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月經(jīng)紊亂，妊娠綜合癥，引起新生兒體質(zhì)降低，染 色體異常，甚至引起鼻咽癌，高濃度的甲醛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有毒害。世界衛(wèi) 生組織(WHO)及美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)均將甲醛列為潛在的危險(xiǎn)致癌物與重要的環(huán)境污染 物加以研究和對(duì)待。國際癌癥研究中心將甲醛列為人類可疑致癌物，在我國有毒化學(xué)品優(yōu) 先控制的名單上它居第二位。
[0003] 人們?cè)谑覂?nèi)長(zhǎng)期接觸低濃度甲醛會(huì)帶來很大的危害，所以，消除密閉空間低濃度 甲醛是一個(gè)亟待解決的問題。目前市面除甲醛材料主要有以下幾種：（1)活性炭是市面常見 的甲醛吸附劑。因常散落細(xì)粉，需要壓制成塊或者裝在一定的包裝袋或者盒子里，應(yīng)用形式 單一、單位質(zhì)量活性炭與氣流的接觸面積有限，不能起到快速清除甲醛的效果。而且極性的 氣態(tài)甲醛在表面為非極性或者弱極性的活性炭表面吸附一般較弱，不能滿足使用要求。（2) 胺類化合物其本身是極性化合物，對(duì)甲醛的清除量大，因而成為一種常用的甲醛清除劑。申 請(qǐng)?zhí)枮?00510035029.4的專利《一種消除甲醛及室內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物的紙或布》中所用的胺類 試劑是尿素，作為一種小分子的胺類化合物，容易揮發(fā)出氨氣，帶入新的污染。（3)申請(qǐng)?zhí)枮?200710306026.9的專利中將有機(jī)胺類負(fù)載在含羧基的聚丙烯腈纖維基體上，使用了聚乙二 醇或聚丙二醇作為添加劑，利用其羥基增強(qiáng)材料表面的吸濕性能，從而促進(jìn)甲醛在吸附劑 表面的吸附、富集，加快反應(yīng)速度和提高凈化速率。據(jù)此可以得知，該吸附劑對(duì)甲醛的吸附 效果受到空氣濕度的影響，環(huán)境濕度下降時(shí)，吸附甲醛的性能下降。實(shí)際上，胺基是清除甲 醛的主要功能基團(tuán)。結(jié)合的胺基量越大，吸附速率和吸附量越大，就可以避免氣候干濕度的 影響。而高分子有機(jī)胺和含羧基的聚丙烯腈纖維基體都是大分子，在溶液中都呈現(xiàn)卷曲狀 態(tài)，反應(yīng)時(shí)空間位阻較大，兩者分子間并不能充分接觸，致使部分羧基不能結(jié)合上胺基，因 而限制了其甲醛吸附容量和吸附速率。此外該發(fā)明采用的制備方法比較復(fù)雜:反應(yīng)高于常 溫，需要加熱，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，后期需要真空干燥，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有除甲醛功能的空氣凈化新 材料，該新材料具有優(yōu)異的吸附甲醛的功能，對(duì)甲醛的吸附容量大，吸附速率高。
[0005] 本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種具有除甲醛功能的空氣凈化新材料，包括基體材料、表面活性劑、高分子有機(jī) 胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體材料為陽離子交換纖維，所述表面活性劑為脂肪 醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化劑為金屬鈥 和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中各成分的重量份之比為:基體材料80~120份，表 面活性劑4~6份，高分子有機(jī)胺類化合物20~30份，稀土金屬催化劑2~4份，其中，稀土金 屬催化劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為1~3:1。
[0007] 進(jìn)一步地，所述的具有除甲醛功能的空氣凈化新材料包括基體材料、表面活性劑、 高分子有機(jī)胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體材料為陽離子交換纖維，所述表面活 性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化 劑為金屬鈥和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中各成分的重量份之比為:基體材料100 份，表面活性劑5份，高分子有機(jī)胺類化合物25份，稀土金屬催化劑3份，其中，稀土金屬催化 劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為2:1。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的具有除甲醛功能的空氣凈化新材料包括基體材料、表面活性劑、 高分子有機(jī)胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體材料為陽離子交換纖維，所述表面活 性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化 劑為金屬鈥和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中各成分的重量份之比為:基體材料80 份，表面活性劑4份，高分子有機(jī)胺類化合物20份，稀土金屬催化劑2份，其中，稀土金屬催化 劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為1:1。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的具有除甲醛功能的空氣凈化新材料包括基體材料、表面活性劑、 高分子有機(jī)胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體材料為陽離子交換纖維，所述表面活 性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化 劑為金屬鈥和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中各成分的重量份之比為:基體材料120 份，表面活性劑6份，高分子有機(jī)胺類化合物30份，稀土金屬催化劑4份，其中，稀土金屬催化 劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為3:1。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 本發(fā)明提供的具有除甲醛功能的空氣凈化新材料具有優(yōu)異的吸附甲醛的功能，對(duì) 甲醛的吸附容量大，吸附速率高，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范 圍。盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
[0013] 本發(fā)明中所用的陽離子交換纖維為羧基聚丙烯腈陽離子交換纖維，是采用聚丙烯 腈纖維進(jìn)行水解得到的端基為羧基的纖維，羧基量為1.〇mm〇l/g。聚丙烯腈纖維為日本東麗 公司生產(chǎn)。
[0014] 實(shí)施例1:具有除甲醛功能的空氣凈化新材料的制備
[0015]原料配比：
[0016] 包括基體材料、表面活性劑、高分子有機(jī)胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體 材料為陽離子交換纖維，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合 物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化劑為金屬鈥和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中 各成分的重量份之比為:基體材料100份，表面活性劑5份，高分子有機(jī)胺類化合物25份，稀 土金屬催化劑3份，其中，稀土金屬催化劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為2:1。金屬鈥和 金屬鐠為納米級(jí)細(xì)粉。
[0017]制備方法：
[0018]步驟S1，按配方稱取高分子有機(jī)胺類化合物三乙烯四胺加入到水中，攪拌均勻后 加入表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚和稀土金屬催化劑金屬鈥和金屬鐠的納米級(jí)細(xì)粉，攪拌 均勻得到浸漬液;水的體積為配方中陽離子交換纖維重量的80倍；
[0019] 步驟S2,將陽離子交換纖維加入到浸漬液中并攪拌均勻；
[0020] 步驟S3,室溫條件下使陽離子交換纖維在浸漬液中浸泡3小時(shí)，每隔15分鐘攪拌一 次，每次攪拌2分鐘；
[0021] 步驟S4,將浸泡后的材料撈出后，用50°C熱風(fēng)烘干，即得到所述的具有除甲醛功能 的空氣凈化新材料。
[0022] 實(shí)施例2:具有除甲醛功能的空氣凈化新材料的制備 [0023] 原料配比：
[0024] 包括基體材料、表面活性劑、高分子有機(jī)胺類化合物和稀土金屬催化劑;所述基體 材料為陽離子交換纖維，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，所述高分子有機(jī)胺類化合 物為三乙烯四胺，所述稀土金屬催化劑為金屬鈥和金屬鐠的混合物;該空氣凈化新材料中 各成分的重量份之比為:基體材料80份，表面活性劑4份，高分子有機(jī)胺類化合物20份，稀土 金屬催化劑2份，其中，稀土金屬催化劑中金屬鈥和金屬鐠的重量份之比為1:1。金屬鈥和金 屬鐠為納米級(jí)細(xì)粉。
[0025] 制備方法：
[0026]步驟S1，按配方稱取高分子有機(jī)胺類化合物三乙烯四胺加入到水中，攪拌均勻后 加入表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚和稀土金屬催化劑金屬鈥和金屬鐠的納米級(jí)細(xì)粉，攪拌 均勻得到浸漬液;水的體積為配方中陽離子交換纖維重量的80倍；
[0027] 步驟S2,將陽離子交換纖維加入到浸漬液中并攪拌均勻；