本发明涉及一种含介孔硅的缓释凝胶组合物。
背景技术：
通过研究发现，造成室内空气污染的主要途径是家居使用的大量装饰材料和家具等，主要包括室内装饰用胶合板、细木工板、刨花板等人造板材。由于目前生产装饰板所使用的胶粘剂多以脲醛树脂为主，因此板材中残留的挥发性有机物组分会逐渐向空气中释放，成为室内气体中挥发性有机物气体污染的主要来源，而释放出的挥发性有机物气体也会逐渐在墙壁、地板、甚至儿童玩具中积聚，对人体尤其是青少年造成较大危害。
由于室内环境的污染受污染程度、温度、空气流通度等诸多因素的影响，消除反应往往难以进行彻底，因此也很难达到理想的消除挥发性有机物的效果。所以急需一种材料提高室内污染物的消除效果。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含介孔硅的缓释凝胶组合物，所述缓释凝胶由100重量份的水、2-8重量份的聚丙烯酸、0.1-1重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺、1-3重量份的咪唑烷酮、0.01-0.1重量份的介孔硅以及0.01-0.1重量份的光催化氧化剂，所述光催化氧化剂能够在紫外光、红外光以及可见光下催化氧化。
所述介孔硅的平均粒径为50-120纳米。
所述缓释凝胶通过以下步骤制备得到：
在容器中，将2-8重量份的聚丙烯酸、0.1-1重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；
将0.01-0.1重量份的介孔硅加入容器中，并升温至50-60摄氏度，保持12-36小时；
冷却至常温，加入1-3重量份的咪唑烷酮和0.01-0.1重量份的光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
所述聚丙烯酸与聚异丁烯丁二酰亚胺的质量比为1:0.1-0.4。
所述光催化氧化剂为改性纳米氧化钽催化剂，改性纳米氧化钽通过以下步骤制备得到：
室温下，将3-10重量份的五氯化钽溶解于100重量份无水乙醇中，得到五氯化钽乙醇溶液，静置5-30分钟；
将5-15重量份的钒酸铋，0.01-0.1重量份的封闭异氰酸酯加入至五氯化钽乙醇溶液，合均匀，得到第一混合液；
保持搅拌第一混合液，将100重量份乙醇水溶液以3-10ml/min的速度滴入第一混合液中；
加入n，n-二甲基甲酰胺，保持搅拌第一混合液30分钟，室温静置得到第二混合液；
将第二混合液与30-45摄氏度下用水浸泡6-24小时后，升温至40-45摄氏度干燥12-48小时后，升温至封闭异氰酸酯封温度并保持3-10小时，升温至100-160摄氏度干燥至恒重，得到干燥物，所述封闭异氰酸酯的解封温度大于50摄氏度，小于100摄氏度；
将干燥物在马弗炉中，于400-500温度下煅烧，得到纳米改性氧化钽。
所述封闭异氰酸酯为亚硫酸氢钠封闭hdi。
本发明将介孔硅作为活性交联点，将聚丙烯酸与聚异丁烯丁二酰亚胺(t154a)在50-60摄氏度下进行交联，形成半互穿网络结构，使得高分子网络变得更加稳定，有利于咪唑烷酮的吸附，提高咪唑烷酮的氢键吸附稳定性。另一方面，引入光催化氧化剂，在光的作用下，使得咪唑烷酮原有的氢键吸附被破坏，使咪唑烷酮释放至空气中。本发明采用了能够在弱光甚至在暗光条件下均有很好催化效果的改性纳米氧化钽，使得咪唑烷酮的白天与夜晚的释放量保持一致。本发明使用亚硫酸氢钠封闭异氰酸酯和钒酸铋作为掺杂改性化合物，得制备得到的光谱长效酶具有在弱光下分解有机物的高效能力。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
下面参照几个例子详细描述本发明。
介孔硅，上海羧菲，msns-90，平均粒径：90±15nm；比表面积：>500m2/g，孔径（nldft法）3-4nm；孔容积，>0.5cm3/g。
纳米二氧化硅，北京德科岛金，硅含量（%）：99.9；平均粒径:30nm；比表面积:600m2/g 颗粒形态：球形；外观：白色；松装密度：0.08g/cm3；真实密度：2.2g/cm3。
聚丙烯酸x1，cas号9003-01-4阿拉丁平均分子量m.w~3000。
聚丙烯酸x2，cas号9003-01-4阿拉丁平均分子量m.w~2000。
纳米改性氧化钽光光催化氧化剂
钒酸铋的制备
将0.0015mol的钒酸钠和0.006mol的硝酸铋分别溶解于去离子水中，将钒酸钠溶液逐滴滴入硝酸铋溶液中，搅拌30分钟后，静置5小时后，放入恒温干燥箱中，与160摄氏度下反应12小时后，冷却至室温后，继续保持搅拌并加入0.01mol的双氧水，抽滤、洗涤、干燥，得到钒酸铋粉末。
室温下，将8重量份的五氯化钽溶解于100重量份无水乙醇中，得到五氯化钽乙醇溶液，静置15分钟；将15重量份的钒酸铋，0.08重量份的亚硫酸氢钠封闭hdi加入至五氯化钽乙醇溶液，合均匀，得到第一混合液；保持搅拌第一混合液，将100重量份乙醇水溶液以4ml/min的速度滴入第一混合液中；加入30重量份的n，n-二甲基甲酰胺，保持搅拌第一混合液30分钟，室温静置得到第二混合液；将第二混合液与40摄氏度下用水浸泡12小时后，升温至45摄氏度干燥24小时后，升温至60摄氏度并保持4小时，升温至150摄氏度干燥至恒重，得到干燥物；将干燥物在马弗炉中，于450温度下煅烧，得到纳米改性氧化钽光催化氧化剂。
实施例1
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.08重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.04重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
实施例2
在容器中，将2重量份的聚丙烯酸x2、0.6重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.05重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.05重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
实施例3
在容器中，将6重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.04重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.08重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
实施例4
在容器中，将6重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.04重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.08重量份的p25型氧化钛光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
对比例1
与实施例1相同，0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺改为0.3重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺，具体实施方式如下：
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸x1、0.3重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.08重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.04重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
对比例2
与实施例1相同，0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺改为3重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺，具体实施方式如下：
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸2488、3重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.08重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.04重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
对比例3
与实施例1相同，不加入介孔硅，具体实施方式如下：
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；，加入2重量份的咪唑烷酮和0.04重量份的纳米改性氧化钽光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
对比例4
与实施例1相同，不加入纳米改性氧化钽光催化氧化剂，具体实施方式如下：
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.08重量份的介孔硅（上海羧菲，msns-90）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
对比例5
采用纳米二氧化硅代替介孔硅，具体实施方式如下：
在容器中，将5重量份的聚丙烯酸x1、0.8重量份的聚异丁烯丁二酰亚胺溶解于100重量份的水中；将0.08重量份的纳米二氧化硅（北京德科岛金，30nm）加入容器中，并升温至55摄氏度，保持24小时；冷却至常温，加入2重量份的咪唑烷酮和0.04重量份的光催化氧化剂，混合均匀,调节ph值至7，得到缓释凝胶。
评价方法：
模拟甲醛环境，将36wt%0.01ml甲醛置于密闭的1l储气瓶中，气体浓度大约为0.455μg/ml。储气瓶中悬挂一小器皿，其中放有实施例和对比例的缓释凝胶，将此瓶放于保温箱中进行实验，保温箱内日光灯强度为200lux，每24小时用抽气泵将其中的甲醛气体抽出，通过一装有去离子水的试剂瓶，将此溶液稀释定容后用乙酰丙酮法测甲醛含量。计算公式：
α：甲醛降解率；
ω1：甲醛浓度（小器皿中不放置缓释凝胶）；
ω2：甲醛浓度（小器皿中放置缓释凝胶）。
乙酰丙酮法分析甲醛的浓度的方法：
配制甲醛溶液标准储备液：取2.8ml含量为36%～38%甲醛溶液，放入1l容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液1ml约相当于1mg甲醛。其准确浓度用下述碘量法标定。
甲醛标准储备液的标定
精确量取20.00ml待标定的甲醛标准储备溶液，置于250ml碘量瓶中。加入20.00ml碘溶液［c(1/2i2)=0.1000mol/l］和15ml1mol/l氢氧化钠溶液，放置15min。加入20ml0.5mol/l硫酸溶液，再放置15min，用［c(na2s2o3)=0.1078mol/l］硫代硫酸钠溶液滴定，至溶液呈现淡黄色时，加入1ml0.5％淀粉溶液继续滴定至恰使蓝色褪去为止，记录所用硫代硫酸钠溶液的体积。同时用水做空白滴定，记录空白滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积。甲醛溶液的浓度可用以下公式计算：
式中：
c：甲醛溶液的浓度，mol/l；
1v：空白试剂消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；
2v：甲醛标准储备液消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；
1c：硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度，mol/l；
20：所用甲醛标准储备溶液的体积，ml。
临用时，将此溶液稀释成5μg/ml的甲醛标准溶液。
绘制标准曲线
取数支50ml容量瓶,分别加入0、2、4、6、8、10、12、14、16的甲醛标准溶液,再加入1ml显色剂,混匀,于沸水浴中加热3min,取出冷却,以添加1ml显色剂的溶液为参比,在412nm下，测吸光度，以吸光度对甲醛含量绘制标准曲线。
样品测定
采样后，将吸收液全部移入容量瓶中，按绘制标准曲线的步骤，测样品的吸光度。依据标准曲线，计算甲醛含量（微克）。
通过上述实验可以看出，稳定的高分子网络对于缓释凝胶的持续释放非常重要。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。