一種高效空氣淨化材料及其製備方法與流程

2023-05-26 14:12:16

本發明屬於空氣淨化
技術領域：
，具體涉及一種高效空氣淨化材料及其製備方法。
背景技術：
：室內空氣品質的好壞直接影響到人們的身心健康和生活舒適感。為了提高室內空氣品質，改善居住、辦公條件，增進身心健康，必須對室內空氣汙染進行整治。目前造成室內空氣的汙染主要來源於以下幾個方面：一是人體呼吸、煙氣；二是裝修材料中的甲醛、氨、苯、甲苯等；三是微生物、病毒、細菌；四是廚房油煙；五是空調綜合症。這些汙染物隨著呼吸道進入人體體內，長期積累，會引發各種潛在疾病，嚴重時甚至會致癌。目前市場上的空氣淨化材料種類繁多，然而現有的空氣淨化材料中，有些產品只能吸附空氣汙染物有些香精類產品只是掩蓋空氣汙染物的味道，兩者均非真正去除空氣汙染物；有些產品能夠去除空氣汙染物，但其去除效果差，去除率低於50%；有些產品對空氣汙染物只能進行短期去除，很容易反彈，無法將空氣汙染物的殘留物去除，也容易造成二次汙染；因此有必要提供一種新型具有高效去除率、不造成二次汙染的空氣淨化材料，以解決越來越重視的空氣品質問題。技術實現要素：本發明的目的是提供一種高效空氣淨化材料及其製備方法，以解決以上至少一種技術問題。本發明的技術方案來如下：一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵4.2-9份、摻鎵氧化銦鋅3.6-5.4份、鈦酸鍶3.7-7份、腈化鈦6.9-9.4份、鉬酸鈰2.5-6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯2.7-5.3份、5-丁基海因酸1.5-4.6份、松花粉多糖0.3-1.2份、聚乙烯醇2.2-5份、擬薄水鋁石1.4-3份、奇冰石粉0.7-2份、磷酸鑭納米線3.1-6份、偏鋁酸鋰4.4-8.3份、氫氧化鉿3.6-5.2份、魔芋甘露聚糖1.2-4份、聚鎢酸鈉3.2-4.8份、硒代胺基酸2.4-5份、聚合硫酸鋁鐵4.5-7份。上述技術方案中，所述磷酸鑭納米線的長度為0.5-1.8μm。上述技術方案中，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵4.7-8.5份、摻鎵氧化銦鋅3.8-5.1份、鈦酸鍶4.2-6.7份、腈化鈦7.2-8.6份、鉬酸鈰2.8-5.6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯2.9-5份、5-丁基海因酸1.7-4.3份、松花粉多糖0.5-1.1份、聚乙烯醇2.5-4.6份、擬薄水鋁石1.6-2.7份、奇冰石粉0.9-1.8份、磷酸鑭納米線3.3-5.6份、偏鋁酸鋰4.6-8.1份、氫氧化鉿3.8-5份、魔芋甘露聚糖1.6-3.7份、聚鎢酸鈉3.5-4.3份、硒代胺基酸2.8-4.7份、聚合硫酸鋁鐵4.9-6.4份。本發明的另一技術方案來如下：一種高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:1-3的質量比加入去離子水中，加熱至40-80℃攪拌20-50min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為12-30MPa，先升溫至120-150℃下保溫反應5-10h，然後升溫至190-250℃，保溫10-24h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在80-110℃下攪拌混合30-120min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，烘乾後研細即得高效空氣淨化材料。上述技術方案中，所述步驟1）中加熱至65℃攪拌40min；所述步驟1）中控制反應釜中壓力為20MPa，先升溫至142℃下保溫反應8h，然後升溫至230℃，保溫20h。上述技術方案中，所述步驟1）中鑭鹽和磷酸鹽的質量比為1:1.6，所述前驅液中鑭鹽的濃度為0.05mol/L~1mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀。上述技術方案中，所述步驟4）中將餘下原料在95℃下攪拌混合80min。上述技術方案中，所述步驟4）中烘乾溫度為120-180℃，烘乾時間為5-10小時。由於採用了以上技術方案，本發明的有益效果為：本發明製備的空氣淨化材料可對多種汙染物均具有淨化效果，其對甲醛的淨化率高達95%以上，對苯的淨化率高達90%以上，對NO的淨化率高達85%以上，淨化效果良好，同時不產生二次汙染，適用範圍廣，使用靈活方便，市場前景廣闊。具體實施方式下面結合具體實施例，對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。實施例1一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵4.2份、摻鎵氧化銦鋅3.6份、鈦酸鍶3.7、腈化鈦6.9份、鉬酸鈰2.5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯2.7份、5-丁基海因酸1.5份、松花粉多糖0.3份、聚乙烯醇2.2份、擬薄水鋁石1.4份、奇冰石粉0.7份、磷酸鑭納米線3.1份、偏鋁酸鋰4.4份、氫氧化鉿3.6份、魔芋甘露聚糖1.2份、聚鎢酸鈉3.2份、硒代胺基酸2.4份、聚合硫酸鋁鐵4.5份。上述高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:1的質量比加入去離子水中，加熱至40℃攪拌20min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為12MPa，先升溫至120℃下保溫反應5h，然後升溫至190℃，保溫10h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；其中，所述前驅液中鑭鹽的濃度為0.05mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在80℃下攪拌混合30min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，在120℃溫度下烘乾5小時後研細即得高效空氣淨化材料。實施例2一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵9份、摻鎵氧化銦鋅5.4份、鈦酸鍶7份、腈化鈦9.4份、鉬酸鈰6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯5.3份、5-丁基海因酸4.6份、松花粉多糖1.2份、聚乙烯醇5份、擬薄水鋁石3份、奇冰石粉2份、磷酸鑭納米線6份、偏鋁酸鋰8.3份、氫氧化鉿5.2份、魔芋甘露聚糖4份、聚鎢酸鈉4.8份、硒代胺基酸5份、聚合硫酸鋁鐵7份。上述高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:3的質量比加入去離子水中，加熱至80℃攪拌50min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為30MPa，先升溫至150℃下保溫反應10h，然後升溫至250℃，保溫24h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；其中，所述前驅液中鑭鹽的濃度為1mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在110℃下攪拌混合120min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，在180℃溫度下烘乾10小時後研細即得高效空氣淨化材料。實施例3一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵4.7份、摻鎵氧化銦鋅3.8份、鈦酸鍶4.2份、腈化鈦7.2份、鉬酸鈰2.8份、二甲基丙烯酸乙二醇酯2.9份、5-丁基海因酸1.7份、松花粉多糖0.5份、聚乙烯醇2.5份、擬薄水鋁石1.6份、奇冰石粉0.9份、磷酸鑭納米線3.3份、偏鋁酸鋰4.6份、氫氧化鉿3.8份、魔芋甘露聚糖1.6份、聚鎢酸鈉3.5份、硒代胺基酸2.8份、聚合硫酸鋁鐵4.9份。上述高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:2的質量比加入去離子水中，加熱至65℃攪拌4min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為18MPa，先升溫至145℃下保溫反應7，然後升溫至240℃，保溫18h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；其中，所述前驅液中鑭鹽的濃度為0.25mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在95℃下攪拌混合80min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，在150℃溫度下烘乾8小時後研細即得高效空氣淨化材料。實施例4一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵8.5份、摻鎵氧化銦鋅5.1份、鈦酸鍶6.7份、腈化鈦8.6份、鉬酸鈰5.6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯5份、5-丁基海因酸4.3份、松花粉多糖1.1份、聚乙烯醇4.6份、擬薄水鋁石2.7份、奇冰石粉1.8份、磷酸鑭納米線5.6份、偏鋁酸鋰8.1份、氫氧化鉿5份、魔芋甘露聚糖3.7份、聚鎢酸鈉4.3份、硒代胺基酸4.7份、聚合硫酸鋁鐵6.4份。上述高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:2.5的質量比加入去離子水中，加熱至55℃攪拌35min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為16MPa，先升溫至140℃下保溫反應8h，然後升溫至220℃，保溫18h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；其中，所述前驅液中鑭鹽的濃度為0.45mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在90℃下攪拌混合85min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，在165℃溫度下烘乾8小時後研細即得高效空氣淨化材料。實施例5一種高效空氣淨化材料，由如下重量份的原料製備而成：鈦酸鐵6.8份、摻鎵氧化銦鋅4.9份、鈦酸鍶5份、腈化鈦8份、鉬酸鈰3.7份、二甲基丙烯酸乙二醇酯4.2份、5-丁基海因酸3.5份、松花粉多糖0.7份、聚乙烯醇3.4份、擬薄水鋁石1.9份、奇冰石粉1.2份、磷酸鑭納米線4.2份、偏鋁酸鋰4.6-8.1份、氫氧化鉿4.3份、魔芋甘露聚糖2.2份、聚鎢酸鈉3.9份、硒代胺基酸3.6份、聚合硫酸鋁鐵5.4份。上述高效空氣淨化材料的製備方法，包括如下製備步驟：步驟1）將鑭鹽和磷酸鹽按1:1.6的質量比加入去離子水中，加熱至65℃攪拌40min，製成前驅液；然後轉移至反應釜中，控制反應釜中壓力為20MPa，先升溫至142℃下保溫反應8h，然後升溫至230℃，保溫20h，自然冷卻至室溫，過濾、洗滌並乾燥，即得磷酸鑭納米線；其中，所述前驅液中鑭鹽的濃度為0.4mol/L；所述鑭鹽為硝酸鑭、硫酸鑭、草酸鑭或氯化鑭，所述磷酸鹽為磷酸鎂、磷酸銨或磷酸鉀；步驟2）將鈦酸鐵、摻鎵氧化銦鋅、鈦酸鍶與步驟1）中的磷酸鑭納米線進行預混合，然後加入奇冰石粉和魔芋甘露聚糖，混合均勻，得物料I；步驟3）將腈化鈦、鉬酸鈰、聚合硫酸鋁鐵、偏鋁酸鋰、聚鎢酸鈉和氫氧化鉿混合均勻，得物料II；步驟4）將餘下原料在95℃下攪拌混合80min，加入上述步驟中的物料I、物料II，繼續攪拌混合均勻，在150℃溫度下烘乾7小時後研細即得高效空氣淨化材料。對比例1本對比例與實施例2的區別之處為：不添加腈化鈦、磷酸鑭納米線和聚鎢酸鈉及其相關步驟。其他內容和製備步驟參考實施例2，在此不再贅述。對比例2本對比例與實施例2的區別之處為：不添加鉬酸鈰、氫氧化鉿和5-丁基海因酸。其他內容和製備步驟參考實施例2，在此不再贅述。性能測試對實施例1至5和對比例1所製備的空氣淨化材料進行相關性能測試，其測試標準參照本行業的測試標準，其具體測試結果如下表所示：實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2甲醛淨化效率/%95.296.496.997.298.184.286.7苯淨化效率/%90.691.393.693.794.681.582.3NO淨化效率/%85.386.887.288.989.380.182.4由以上測試結果可以看出，本發明製備的空氣淨化材料可對多種汙染物均具有淨化效果，其對甲醛的淨化率高達95%以上，對苯的淨化率高達90%以上，對NO的淨化率高達85%以上，淨化效果良好，同時不產生二次汙染，適用範圍廣，使用靈活方便，市場前景廣闊。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp