专利名称：一种纳米多效空气净化剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种净化剂，具体地说，涉及一种除甲醛、抗菌、净化空气的纳米 多效空气净化剂及制备方法，尤其是应用于室内工艺装饰品、家具、窗帘、玩具等
^Vr 口 广口O o
背景技术：
室内装饰材料及家具的污染是目前造成室内空气污染的主要方面。油漆、胶合 板、刨花填料、内墙涂料、塑料贴面等材料均含有甲醛、苯、乙醇、氯仿等有机蒸 气，以上物质都具有相当的致癌性。
美国、日本的专门机构调査发现，许多民用和商用建筑的室内空气污染是室外 空气污染的2-5倍，约有30%的居室因使用有害化学物质而引发"新居综合征"。 世界卫生组织明确将室内空气污染列为人类健康的十大威胁之首。
我国由于装修材料质量问题而产生的有机污染物最为严重，90%新装修后的室 内空气质量不合格。尤其是新装修后的住宅、办公楼、医院、幼儿园、公共场馆等 地方迫切需要解决室内空气净化问题。新建和重建的建筑物选用的建材中含有甲 醛、甲醛、苯、乙醇、氯仿等有害气体，造成室内环境中的空气污染。轻者会影响 人体的免疫系统、引起血液病及其它严重疾病，甚至致癌。有68%的疾病是由室内 污染引起，全球污染最严重的场所非居室莫属。因此，生活环境中的空气质量问题 已成为政府和民众关注的焦点。
目前在市场上能见到的室内空气净化产品，从原理上可分为物理吸附型、化 学型、离子化型、传统消毒喷剂和抗菌剂。采用这些手段能够在一定的程度上起到 清洁空气的作用，但这些产品无法从根本上净化室内环境，尤其是对具有繁衍能力 的细菌微生物等"室内空气杀手"来说，这些产品都存在着功效单一、时效短，产 生异味、产生噪音、重复消费和有第二次污染等问题。这些产品不能从根本上达到长久性的室内净化目的。
而且传统的光触媒只能经受波长短于400nrn的紫外线时起反应，在太阳光照 射不到的楼道内和居室内都不能发挥其使用功能，因而利用条件受到很大限制。
因此，需要进一步研究开发长效、多功能的室内空气净化产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米多效空气净化剂，该净化剂喷涂在居室环境中 缓慢释放，能在600nm附近的长波光下也能发挥其光触媒效力，亦即在室内萤光灯 照射下就可以激发纳米级二氧化钛产生杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
本发明的再一目的在于提供一种纳米多效空气净化剂的制备方法。
为了实现本发明目的，本发明所述的一种纳米多效空气净化剂，其包含如下重 量份的组分
光触媒功能粉 1~5份，
纳米级二氧化硅 2~10份，
无机抗菌粉 0.1~0.3份，
丙二醇 2~5份，
六偏磷酸钠 0.3~1份，
表面活性剂 0.5~5份，
聚二甲基硅氧垸 0.5~4份，
去离子水 70~100份。
其中，所述的份为重量份，可为公斤、克、吨、斤等本领域常用的重量单位。
优选的为:
光触媒功能粉
2~4份，
纳米级二氧化硅
5~8份，
无机抗菌粉
0.15~0.25份，
丙二醇
3~4份,
六偏磷酸钠
0.5~0.8份，
表面活性剂
2~4份，聚二甲基硅氧烷 1~3份， 去离子水 80-90份。
所述光触媒功能粉由以下重量份的组分在100 50(TC下激活1 2h而成
纳米级二氧化钛 60~75份，
极性矿物电气石粉 10-20份，
稀土激活剂 5 30份。
其中，所述纳米级二氧化钛的粒径为5~30nm。
所述的纳米二氧化钛是基于光催化反应使有机物分解而具有抗菌效果的。纳米 二氧化钛在水和空气的体系中，在阳光尤其是在紫外线的照射下，能够自行分解出 自由移动的带负电的电子(e.)和带正电的空穴(h+)，形成空穴-电子对；吸附溶解 在纳米二氧化钛表面的氧俘获电子形成o2—，而空穴则将吸附在纳米二氧化钛表面 的OH—。生成的原子氧和氢氧自由基有很强的化学活性，特别是原子氧能与多数有 机物反应(氧化)，同时能与细菌内的有机物反应生成C02和H20，起到降解有机 污染物和抗菌作用，将有机污染物完全降解为水和无机离子，去除甲醛，去除臭味。 从而在短时间内就能杀死细菌。
活性负氧离子和羟基自由基具有很高的反应活性，能够强有力地夺得其它物质 中的电子，进而发生强氧化反应，有机污染物(如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、挥发
性有机气体等)、无机污染物(如氨、氮氧化物、二氧化硫、硫化氢等)、细菌、微 生物及其赖以生存的有机营养物均可被其氧化成二氧化碳、水和相应的酸，从而达
到净化空气的目的。
所述极性矿物电气石为选自铁电气石、镁电气石、铁镁电气石中的一种或几种。 粒径为300~500nm为佳。
电气石是一种硼硅酸盐类矿，电气石的晶体结构为三方晶系，即硅氧四面体组 成的复三方环，由于晶体结构特别，导致两个高电荷的原子在结晶格架上排列明显 错位、由此致使晶体一端为电荷正极，另一端为电荷负极，电子永不停息的从负 极流向正极，从而形成了电流和静电场。其具有如下作用静电永久地产生微弱电 流，形成静电场；产生负离子，把水瞬间负离子化；活化水的作用；发射远红外线。
所述稀土激活剂可以使用氧化镧、氧化铈、氧化钕或氧化镨等稀土元素离子及其氧化物中的一种或几种。粒径为100~200nm。 所述纳米级二氧化硅的粒径为20~80nm。
所述无机抗菌粉为氧化银、氧化锌或氧化铜中的一种或几种。该无机抗菌粉在 与细菌接触时能与细菌细胞膜结合，达到杀菌的目的。
所述表面活性剂为下列阴离子表面活性剂中的一种，即烷基磺酸钠、脂肪醇硫 酸钠、仲垸基硫酸钠；还可以采用下列非离子表面活性剂中的一种，即脂肪醇聚氧 乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酞胺。
所述聚二甲基硅氧烷为消泡剂，为了防止光触媒因为表面活性剂的加入或机械 搅拌等原因而产生的泡沫问题。
本发明的各原料均可以市售获得。
本发明所述纳米多$戈空气净化剂的制备方法，其采用将各原料按配比混合均 匀，经乳化分散处理而成。
具体地说，是先将各原料混合均匀后，通过高剪切乳化机进行乳化分散处理 20~30分钟，然后通过超声波分散机分散处理5~10分钟。
本发明纳米多 女空气净化剂可以采用喷洒方式，也可以采用刷涂方式使其附 着在居室的墙壁上、玻璃上或者地面上，在居室环境中缓慢释放，产生长效的杀菌、 抗菌、协解有害气体的作用。
本发明纳米多^5:空气净化剂解决纳米多联体的宽谱问题，开发可见光型的光
触媒材料，能在600nm附近的长波光下也能发挥其光触媒效力，亦即在室内萤光灯 照射下也显示出很高的活性力。与现有净化剂相比，具有以下优点-
1. 本发明由于采用了经激活的二氧化钛，因此，只需微弱的紫外线照射就可 以激发纳米级二氧化钛产生杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
2. 本发明中的纳米级二氧化钛仅起到催化作用，自身不消耗，可以起到长效 杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
3. 本发明对环境无二次污染，对人体无毒、无副作用。
4. 经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测-
1) 杀菌率达到95%以上；
2) 甲醛去除率达到90%以上；3)负离子释放率在1000 2000个/cm3。
具体实施例方式
下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而 不是限制本发明。
实施例l
本实施例的纳米多效空气净化剂的制备过程如下 1.制备光触媒功能粉
取纳米级二氧化钛(20nm) 0.70 kg、铁镁电气石粉(500nm) 0.15kg和稀土 激活剂氧化镧(150 nm) 0.15kg混合，放入电炉中，在500 'C下激活lh，随炉冷 却，得光触媒功能粉。纳米级二氧化钛采用上海展扬纳米科技有限公司的市售产品 (ZY-TilOl 二氧化钛微粉)。铁镁电气石粉采用上海展扬纳米科技有限公司的市售产 品(ZY-HIOI)。
2，制备纳米多效空气净化剂
取光触媒功能粉lkg，纳米级二氧化硅(50nm) 2 kg，氧化锌0.1 kg，丙二 醇2 kg，六偏磷酸钠0.6kg，表面活性剂(烷基磺酸钠)0.5 kg,聚二甲基硅氧垸 2kg，去离子水80kg。氧化'锌购自上海维来新材料有限公司。
将上述原料按比例混合均匀，通过高剪切乳化机进行乳化分散处理20分钟， 然后通过超声波分散机分散处理10分钟即可制成纳米多效空气净化剂。
经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测
本实施例的纳米多效空气净化剂杀菌率达到96%;甲醛去除率达到93%;负 离子释放率在1500个/cm3。
该净化剂可以采用喷洒方式，也可以采用刷涂方式使其附着在居室的墙壁上、 玻璃上或者地面上，在居室环境中缓慢释放，产生长效的杀菌、抗菌、协解有害气 体的作用。实施例2
本实施例基本同实施例1，不同的是，光触媒功能粉的制备过程为取纳米级
二氧化钛(5nm) 6kg、铁电气石粉(400nm) 2kg和稀土激活剂氧化钕(200 nm) lkg混合，放入电炉中，在300 'C下激活2h，随炉冷却，得光触媒功能粉。
纳米多效空气净化剂的配方为光触媒功能粉5kg，纳米级二氧化硅(20nm) 8kg，氧化银0.15kg，丙二醇5kg，六偏磷酸钠0.8kg，脂肪醇硫酸钠5kg，聚二 甲基硅氧垸4kg，去离子水100kg。
经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测-
本实施例的纳米多效空气净化剂杀菌率达到96.5%;甲醛去除率达到92%;负 离子释放率在1600个/cm3。
实施例3
本实施例基本同实施例l，不同的是，光触媒功能粉的制备过程为取纳米级
二氧化钛(15nm) 3.75 kg、镁电气石粉G00nm) lkg和稀土激活剂氧化镨(150 nm) lkg混合，放入电炉中，在450 'C下激活1.5h，随炉冷却，得光触媒功能粉。
光触媒功能粉2kg，纳米级二氧化硅(30nm) 5 kg，氧化锌0.3 kg，丙二醇 3kg，六偏磷酸钠(Okg，脂肪醇聚氧乙烯醚2kg，聚二甲基硅氧烷0.5kg，去离子 水70 kg。
经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测-
本实施例的纳米多效空气净化剂杀菌率达到96%;甲醛去除率达到91.5%;负 离子释放率在2000个/cm3。
实施例4
本实施例基本同实施例l，不同的是，光触媒功能粉的制备过程为取纳米级 二氧化钛(25nm) 0.65 kg、镁电气石粉G50nm) 0.20kg和稀土激活剂氧化铈(200 nm) 0.30kg混合，放入电炉中，在100 'C下激活2h，随炉冷却，得光光触媒功能 粉。光触媒功能粉lkg，纳米级二氧化硅(80nm) 10 kg,氧化铜0.25 kg，丙二 醇4kg，六偏磷酸钠lkg，烷基醇酞胺4kg，聚二甲基硅氧烷3kg,去离子水80kg。
经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测-
本实施例的纳米多效空气净化剂杀菌率达到95%;甲醛去除率达到92.5%;负 离子释放率在1200个/cm3。
实施例5
本实施例基本同实施例l，不同的是，光触媒功能粉的制备过程为取纳米级
二氧化钛(30nm) 3.6kg、镁电气石粉(400nm) 0.75kg和稀土激活剂氧化镧(160 nm) 0.25kg混合，放入电炉中，在400 "C下激活2h，随炉冷却，得光触媒功能粉。 光触媒功能粉4kg，纳米级二氧化硅(60nm) 6kg，氧化锌0.2kg，丙二醇3 kg,六偏磷酸钠O.Skg，仲烷基硫酸钠lkg，聚二甲基硅氧烷lkg，去离子水90kg。
经上海市环保产品质量监督检验总站等权威部门检测
本实施例的纳米多效空气净化剂杀菌率达到97。/a;甲醛去除率达到91%;负
离子释放率在1500个/cm3。
尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员 来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。
权利要求
1.一种纳米多效空气净化剂，其特征在于，其包含如下重量份的组分光触媒功能粉 1～5份，纳米级二氧化硅2～10份，无机抗菌粉0.1～0.3份，丙二醇2～5份，六偏磷酸钠0.3～1份，表面活性剂0.5～5份，聚二甲基硅氧烷0.5～4份，去离子水 70～100份。
2.根据权利要求1所述纳米多安女空气净化剂，其特征在于，其包含如下重份的组分:光触媒功能粉2~4份，纳米级二氧化硅5~8份，无机抗菌粉0.15~0.25份，丙二醇3~4份，六偏磷酸钠0.5~0.8份，表面活性剂2~4份， '聚二甲基硅氧烷1~3份，去离子水80-90份。
3.根据权利要求1或2所述纳米多$女空气净化剂，其特征在于，所述光触媒功能粉由以下重量份的组分在100 50(TC下激活l-2h而成 纳米级二氧化钛 60~75份，极性矿物电气石粉 10~20份， 稀土激活剂 5~30份。
4. 根据权利要求3所述纳米多安女空气净化剂，其特征在于，所述纳米级二氧 化钛的粒径为5~30nm。
5. 根据权利要求3或4所述纳米多 女空气净化剂，其特征在于，所述极性矿物电气石为选自铁电气石、镁电气石、铁镁电气石中的一种或几种，粒径为 300 500nrn。
6. 根据权利要求3 5任意一项所述纳米多^[空气净化剂，其特征在于，所 述稀土激活剂为氧化镧、氧化铈、氧化钕或氧化镨等稀土元素离子及其氧化物中的 一种或几种，粒径为100 200nrn。
7. 根据权利要求i 6任意一项所述纳米多^:空气净化剂，其特征在于，所述纳米级二氧化硅的粒径为20 80nrn。
8. 根据权利要求1 7任意一项所述纳米多$女空气净化剂，其特征在于，所 述无机抗菌粉为氧化银、氧化锌或氧化铜中的一种或几种。.
9. 权利要求1 8任意一项所述纳米多$女空气净化剂，其特征在于，所述表 面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为烷基 磺酸钠、脂肪醇硫酸钠或仲烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯 醚、垸基酚聚氧乙烯醚或垸基醇酞胺。
10. 制备权利要求1 9任意一项所述纳米多^[空气净化剂的方法，其特征在 于，其采用将各原料按配比混合均匀，经乳化分散处理而成。
全文摘要
本发明提供了一种纳米多效空气净化剂，其包含如下重量份的组分光触媒功能粉1～5份，纳米级二氧化硅2～10份，无机抗菌粉0.1～0.3份，丙二醇2～5份，六偏磷酸钠0.3～1份，表面活性剂0.5～5份，聚二甲基硅氧烷0.5～4份，去离子水70～100份。本发明纳米多效空气净化剂解决了纳米多联体的宽谱问题，开发可见光型的光触媒材料，能在600nm附近的长波光下也能发挥其光触媒效力，亦即在室内萤光灯照射下也显示出很高的活性力。
文档编号A61L101/48GK101537201SQ200910050028
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者艳 王, 贺燕婷, 陈建强 申请人:贺燕婷;王 艳;陈建强