本发明涉及硅藻土技术领域，具体为一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸的制法及应用。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高，对室内居住环境与质量也愈发关注，而硅藻土便是一种新型热门的家装材料，硅藻土不仅具有良好的吸放湿性能，还能够有效的吸附室内甲醛等有害气体，甲醛作为室内环境中最为常见的一种有害物质，通常由家装材料释放，释放周期甚至能够长达10年以上，并且由于室内通常较为封闭的环境，更易形成形成甲醛浓度较高的环境，导致身体受到损害，因此需要常通风以及使用甲醛吸附材料来降低室内甲醛浓度，使室内甲醛的含量处于一个安全的水平，而硅藻土由于其具有天然的纳米级多孔结构，具有非常好的吸附性能，能够吸附空气中游离的有害气体，从而将室内有害气体浓度维持在安全的范围内。
但是单一的硅藻土材料吸附能力有限，因此通常对硅藻土进行表面改性等方式提高硅藻土的吸附性能，同时添加一些如g-c3n4、zno、tio2等光催化剂则能够在白天受到光照甲醛释放速率较高的情形下进行吸附降解，吸附的甲醛在光催化剂经过光照产生的过氧自由基与羟基自由基等活性物质的作用下，降解成无害的二氧化碳与水，而夜晚甲醛释放效率低则能够通过吸附降低室内甲醛浓度，从而使室内甲醛的浓度维持在一个安全较低的数值，并且硅藻土壁纸的调湿功能也使人能够处于更为舒适的环境，从而为家居营造一个适宜的环境。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸的制法及应用，解决了单一硅藻土壁纸吸附甲醛性能不佳的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸制备方法包括以下步骤：
(1)将硅藻泥于马弗炉内500-600℃煅烧1-2h，冷却后以20-30％的硫酸超声处理20-40min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，加热搅拌进行反应，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热搅拌进行水解反应，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以1-3℃/min的升温速率，于480-560℃，空气氛围煅烧9-12h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，搅拌加入无水乙醇，超声处理20-30min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再依次加入去离子水、聚丙烯酸钠、消泡剂、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、胶黏剂以及增塑剂dop，搅拌60-90min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
优选的，所述步骤(2)中多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯的质量比为100:80-120。
优选的，所述步骤(2)中加热搅拌进行反应的温度为80-100℃，反应的时间为5-8h。
优选的，所述步骤(3)中水解反应的温度为80-100℃，反应的时间为36-72h。
优选的，所述步骤(5)中层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200的质量比为100:30-40:180-240:120-160。
优选的，所述步骤(5)中水热反应的温度为110-130℃，时间为8-12h。
优选的，所述步骤(6)中消泡剂可以为消泡剂sn-154、消泡剂1410、消泡剂bk-148中的一种。
优选的，所述步骤(6)中胶黏剂可以为vae胶黏剂、2011-胶、pva胶黏剂中的一种。
优选的，所述步骤(6)中氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、胶黏剂与增塑剂dop的质量比为100:15-24:2.4-2.9:1.2-1.5:0.3-0.36:3.8-4.3:150-180:0.24-0.26。
优选的，所述步骤(6)中涂布工艺的涂布机参数为滚筒压力50-70n，刮刀压力28-32n，刮刀角度18-25°，涂布速度8-12m/min，涂布后红外加热30-40s。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下实验原理和有益技术效果：
该一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸，先对硅藻土进行煅烧处理，毛细孔含量增大，优化了孔隙结构，再通过硫酸对其进行表面羟基改性处理，得到多孔硅藻土，以三聚氰胺为前驱体，持续煅烧使g-c3n4进一步热分解得到层状多孔g-c3n4，再于碱性条件下，以聚乙二醇200作为结构导向剂，在层状多孔g-c3n4上水热生长出纳米花状zno，得到光催化性能良好的z型异质结光催化剂，将硅藻土与光催化剂研磨共混，最后加入分散剂、保水剂、消泡剂、胶黏剂、增塑剂制成涂料，制成改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸，将硅藻泥在合适的温度进行煅烧处理，可以去除了硅藻中的杂质，并且能够除去硅藻壳表面的碎屑，并暴露出更为丰富的孔隙，从而优化了硅藻土的孔隙结构，赋予了硅藻土更好的甲醛吸附性能与调湿性能。
该一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸，由于硅藻土经酸处理后，表面含有大量硅羟基，能够与二异氰酸酯反应，并将一个异氰酸酯基水解得到氨基，从而在硅藻土上引入了氨基，而氨基由于具有一对孤对电子，对甲醛缺电子的羰碳具有极强的化学吸附性能，在多孔结构的物理吸附与氨基的化学吸附协同作用下，赋予了壁纸优异的甲醛吸附性能，使壁纸的甲醛吸收速率能够大于室内甲醛释放的速率，从而使室内甲醛浓度始终维持在安全值以下，同时保持有改性硅藻土的吸附降解性能以及调湿性能，能够在使用中不断改善家居环境，提高生活质量。
该一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸，由于水热合成的纳米花状zno具有高比表面积，因此其具有非常好的光催化性能，与硅藻土复合之后，能够在硅藻土吸附甲醛与水之后，进行通过光照激发光生载流子与水反应生成具有强氧化性的羟基自由基与过氧自由基等活性物质，与甲醛反应，从而起到光催化降解甲醛的效果，同时zno与光催化性能以及吸附性能良好的层状多孔g-c3n4复合，能够在zno与g-c3n4的接触界面形成异质界面，并构成z型异质结，能够促进载流子的分离，强化壁纸的光催化降解甲醛等物质的性能。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述一种改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸制备方法如下：
(1)将硅藻泥于马弗炉内500-600℃煅烧1-2h，冷却后以20-30％的硫酸超声处理20-40min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:80-120，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于80-100℃，搅拌反应5-8h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至80-100℃，搅拌、水解反应36-72h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以1-3℃/min的升温速率，于480-560℃，空气氛围煅烧9-12h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:30-40:180-240:120-160，搅拌加入无水乙醇，超声处理20-30min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为110-130℃，时间为8-12h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:15-24:2.4-2.9:1.2-1.5:0.3-0.36:3.8-4.3:150-180:0.24-0.26的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、胶黏剂以及增塑剂dop加入至去离子水中，其中消泡剂可以为消泡剂sn-154、消泡剂1410、消泡剂bk-148中的一种，胶黏剂可以为vae胶黏剂、2011-胶、pva胶黏剂中的一种，搅拌60-90min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力50-70n，刮刀压力28-32n，刮刀角度18-25°，涂布速度8-12m/min，涂布后红外加热30-40s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
实施例1
(1)将硅藻泥于马弗炉内500℃煅烧1h，冷却后以20％的硫酸超声处理20min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:80，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于80℃，搅拌反应6h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至80℃，搅拌、水解反应36h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以1℃/min的升温速率，于480℃，空气氛围煅烧9h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:30:180:120，搅拌加入无水乙醇，超声处理20min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为110℃，时间为8h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:15:2.4:1.2:0.3:3.8:150:0.24的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂sn-154、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、vae胶黏剂以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌60min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力50n，刮刀压力28n，刮刀角度18°，涂布速度8m/min，涂布后红外加热30s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
实施例2
(1)将硅藻泥于马弗炉内550℃煅烧1.5h，冷却后以25％的硫酸超声处理30min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:90，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于85℃，搅拌反应6h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至85℃，搅拌、水解反应45h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以2℃/min的升温速率，于500℃，空气氛围煅烧10h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:32:195:130，搅拌加入无水乙醇，超声处理23min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为120℃，时间为10h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:17:2.5:1.28:0.32:3.95:160:0.245的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂sn-154、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、vae胶黏剂以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌70min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力60n，刮刀压力30n，刮刀角度20°，涂布速度10m/min，涂布后红外加热35s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
实施例3
(1)将硅藻泥于马弗炉内550℃煅烧1.5h，冷却后以25％的硫酸超声处理30min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:100，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于90℃，搅拌反应6.5h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至90℃，搅拌、水解反应54h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以2℃/min的升温速率，于520℃，空气氛围煅烧11h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:35:210:140，搅拌加入无水乙醇，超声处理25min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为120℃，时间为10h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:19.5:26.5:13.5:0.33:4.05:165:0.25的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂1410、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、2011-胶以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌75min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力60n，刮刀压力30n，刮刀角度20°，涂布速度10m/min，涂布后红外加热35s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
实施例4
(1)将硅藻泥于马弗炉内550℃煅烧1.5h，冷却后以25％的硫酸超声处理30min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:110，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于95℃，搅拌反应6h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至95℃，搅拌、水解反应63h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以2℃/min的升温速率，于540℃，空气氛围煅烧11h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:38:230:150，搅拌加入无水乙醇，超声处理28min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为120℃，时间为10h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:21.5:2.7:1.4:0.34:4.1:170:0.255的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂1410、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、2011-胶以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌80min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力60n，刮刀压力30n，刮刀角度20°，涂布速度10m/min，涂布后红外加热35s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
实施例5
(1)将硅藻泥于马弗炉内600℃煅烧2h，冷却后以30％的硫酸超声处理40min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:120，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于100℃，搅拌反应8h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至100℃，搅拌、水解反应72h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以3℃/min的升温速率，于560℃，空气氛围煅烧12h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:40:240:160，搅拌加入无水乙醇，超声处理30min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为130℃，时间为12h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:24:2.9:1.5:0.36:4.3:180:0.26的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂bk-148、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、pva胶以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌90min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力70n，刮刀压力32n，刮刀角度25°，涂布速度12m/min，涂布后红外加热40s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
对比例1
(1)将硅藻泥于马弗炉内500℃煅烧1h，冷却后以20％的硫酸超声处理20min，静置沉淀、过滤、洗涤，真空干燥得到多孔硅藻土；
(2)将多孔硅藻土与六亚甲基二异氰酸酯加入至无水甲苯溶剂中，两者的质量比为100:60，充氮气，超声分散，并于油浴锅中，于80℃，搅拌反应5h，离心分离、洗涤、真空干燥，得到异氰酸酯基硅藻土；
(3)将异氰酸酯基硅藻土与去离子水加入至烧瓶中，加热至80℃，搅拌、水解反应36h，过滤、洗涤、真空干燥，得到氨基改性硅藻土；
(4)将三聚氰胺置于坩埚内，以1℃/min的升温速率，于480℃，空气氛围煅烧9h，冷却，得到层状多孔g-c3n4；
(5)将层状多孔g-c3n4、zn(no3)2、naoh与聚乙二醇200加入至去离子水中，四者的质量比为100:20:160:100，搅拌加入无水乙醇，超声处理20min，将分散液加入至聚四氟乙烯内衬中，于水热反应釜内，进行水热反应，反应的温度为110℃，时间为8h，自然冷却、过滤、洗涤、真空干燥，得到z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂；
(6)将氨基改性硅藻土与z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂于玛瑙钵中混合研磨，再以100:12:2.2:1.1:0.25:3.4:130:0.22的质量比依次将研磨混合好的氨基改性硅藻土、z型g-c3n4-zno异质结复合光催化剂、聚丙烯酸钠、消泡剂sn-154、保水剂羧甲基纤维素、海藻胶、vae胶黏剂以及增塑剂dop加入至去离子水中，搅拌60min，得到涂料，再将涂料加入至涂布机的涂料槽内，于a4纸上进行涂布工艺，涂布机参数设置为滚筒压力50n，刮刀压力28n，刮刀角度18°，涂布速度8m/min，涂布后红外加热30s，得到改性硅藻土甲醛吸附调湿壁纸。
将实施例与对比例的硅藻土壁纸放入湿度≥95％的恒温恒湿箱中，放置10h后去除称重，并计算壁纸的吸湿情况。
将实施例与对比例的硅藻土壁纸贴于边长为500mm的正方体玻璃箱的三面，留一面朝阳面不贴壁纸，并于玻璃箱内放置相同的甲醛释放源与甲醛测定仪，使用tp1000无纸记录仪记录甲醛浓度，记录间隔1h，试验周期5d，分别取最高与最低浓度。