新型纳米级空气触媒混合物溶液及其制作方法与流程

文档序号:11495358阅读:416来源:国知局

本发明涉及一种新型纳米级空气触媒混合物溶液及其制作方法。



背景技术:

随着社会的发展和生活水平的提高,人们的住宅和办公室等场所都要进行室内装饰和购买家具,由于装饰和家具制造要使用大量人造板材(如胶合板、大芯板、中纤板、刨花板、强化地板和复合木地板等),而人造板在生产的过程中使用大量胶粘剂,其中脲醛树脂粘胶剂应用最广泛,它由尿素和甲醛缩聚而成,存在一定量未完全聚合的游离甲醛。日本横滨国立大学研究表明,室内甲醛的释放期可长达年,人们会长期处于甲醛的残留气味中受到其刺激和伤害。目前医学界公认甲醛属可疑致癌物。有研究证实,近来比较多发的慢性阻塞性肺炎、急性呼吸道感染等都与居室污染有关。发展中国家每年超量死亡约200万,其中很大程度归结为室内污染。室内空气污染现象令人触目惊心。

为了改善室内环境,保护居住者的身体健康,近年来,世界上一些国家、地区相继制定了甲醛在室内空气中的质量标准或建议值。我国于2002年颁布了《室内空气质量标准》gb/t18883-2002,明确规定居室空气中的最高允许浓度为0.1012mg/m3(毫克每立方米)。目前,国内外采取多种方法治理室内甲醛污染,且现在已有一些产品问世,门类繁杂,让人眼花繚乱。其实治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要是两大类:一是物理吸附,二是化学降解。

物理吸附主要是利用某些有吸附能力的物质吸附有害物质,从而达到去除有害污染的目的。主要是各种空气净化器。常用的吸附剂为颗粒活性炭,活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、硅胶等。物理吸附富集能力强,简单易推广,但前提是只有当有害气体浓度较低时,采用此种方法效果较好。物理吸附的吸附速率慢,一般新装修的房子,开始几个月的甲醛浓度高,物理吸附法对去除室内的甲醛不明显,当吸附剂的吸附量达到饱和后就不再具备吸附能力甚至会释放甲醛,吸附剂需要定时更换。

化学降解技术可根据与甲醛反应的原理不同大致将其产品分为:甲醛结合试剂和催化剂(又称触媒)。甲醛结合试剂有强氧化剂如臭氧和二氧化氯,与甲醛发生反应的酚试剂等等,这些化学试剂的特点是,它们与空气中的甲醛发生反应,生成其他稳定不易挥发无害的物质,相对于物理吸附,速度更快。但是缺点在于:无论发生哪种反应与甲醛结合,都必须一比一的进行消耗,也需要定时更换试剂。催化剂(触媒)除甲醛的方法是目前应用最为广泛的方法。催化剂(触媒)的定义为:在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。而在室内净化的过程中,催化剂(触媒)是通过催化加速氧气氧化甲醛得到无害的二氧化碳和水这个反应过程,从而达到去除甲醛的目的。目前催化剂(触媒)主要有光触媒和空气触媒两大类产品:早期的催化剂为光触媒,意思就是需要在可见光或者紫外线的存在下,光触媒可以催化甲醛被空气中的氧气氧化生成二氧化碳和水,然而,光触媒还是有一定的限制,也就是需要可见光或者紫外线的存在下,才能发生催化作用,在一些特定的环境,如夜晚,暗屋,管道等等,无法去除甲醛,这也限制了光触媒的应用范围。

因此,空气触媒tx-5应运而生,空气触媒顾名思义,只要有空气存在,就能催化甲醛被空气中的氧气氧化,该产品除了可以应用在正常的家居外,还可以在一些特定的无可见光和紫外线的环境达到去除甲醛的效果。



技术实现要素:

但是光触媒还是有一定的限制,也就是需要可见光或者紫外线的存在下才能发生催化作用,在一些特定的环境,如夜晚,暗屋,管道等等,无法去除甲醛,这也限制了光触媒的应用范围。本发明的目的就是解决在黑暗环境下不能使用光触媒产品去除甲醛的缺陷,实现上述目的的技术方案如下:

取异丙醇25ml和去离子水25ml混合,搅拌中加入ticl45ml,加入去离子水稀释到100v,加入85%磷酸5ml,搅拌溶清得到目标溶液,往目标溶液中加入亲水型二氧化硅、聚六亚甲基双胍盐酸盐,撹拌溶清,得到最终溶液。

本产品去除甲醛速度快、去除效果干净,同时具有抑菌的效果。

具体实施方式

下面详细的说明本发明的成分及其制作方法。

新型纳米级空气触媒混合物溶液为一种水溶液,包括异丙醇、去离子水、四氯化钛ticl4、磷酸,上述组分在去离子水中进行反应,得到目标溶液。目标溶液通过去离子水进行稀释后加入亲水型二氧化硅和/或聚六亚甲基双胍盐酸盐,得到最终溶液;本发明中选取的磷酸的浓度在80-85%之间,当然本发明中,亲水型二氧化硅和聚六亚甲基双胍盐酸盐可以分别的单独加入,这两种物质也可同时加入。

下面详细的描述本发明的制作方法:

(1)首先将20-30ml等量的异丙醇和去离子水混合后进行搅拌,形成第一次混合液;

(2)搅拌的过程中,在第一次混合液中加入4-6mlticl4进行搅拌,形成第二次混合液;

(3)之后在第二次混合液中加入浓度在80-85%的磷酸4-6ml,搅拌溶清,形成第三次混合液;

(4)之后在第三次混合液中加入去离子水,将第三次混合液进行稀释,形成第四次混合液,所述第四次混合液的容积为第三次混合液容积的80-120倍,优选稀释成100倍,其中被稀释后的第四次混合液为目标溶液:

ti4n(oh)a(i-pro)b(po4)c(hpo4)d(h2po4)e;

其中a+b+3c+2d+e=4n;

(5)之后在第四次混合液中加入亲水型二氧化硅和/或聚六亚甲基双胍盐酸盐,撹拌溶清,得到最终溶液;其中亲水型二氧化硅在目标溶液中的质量浓度在0.5-1%之间;聚六亚甲基双胍盐酸盐在目标溶液中的质量浓度在1-1.5%之间。

磷酸盐形式的二氧化钛衍生物,可以克服传统纳米二氧化钛催化剂水溶性低,从而导致的溶液不均匀,不易保存,质量控制较为困难的缺陷。

下面为上述步骤的化学式:

注:a+b+3c+2d+e=4n。

溶液中含有亲水型二氧化硅,在需要进行处理的物体表面喷涂后,溶液中的水份挥发完后,二氧化硅形成多孔性高表面积的薄膜,该薄膜可作为溶液中作为催化甲醛分解的二氧化钛衍生物的载体,增加薄膜表面积,也就是与流通空气接触的表面积,从而增加催化剂的活性,使得甲醛更快被净化。

溶液中的聚六亚甲基双盐酸盐,由于广泛应用于化妆品和纺织行业,具有广谱杀菌活性,该物质使得产品在消除甲醛的同时也有了抑菌的功能,使得本产品具有更广泛的应用。

本发明中亲水型二氧化硅、聚六亚甲基双盐酸盐可以选择任一种加入第四次混合液中,也可以两种物质都加入。

新型纳米级空气触媒混合物溶液的制作方法:

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。

具体实施例一:

取异丙醇25ml,去离子水25ml混合形成第一次混合液,在第一次混合液中加入5mlticl4,形成第二次混合液,之后在第二次混合液中加入浓度为85%磷酸5ml,之后搅拌溶清,形成第三次混合液,之后在第三次混合液中加入去离子水进行稀释,形成第四次混合液,第四次混合液被去离子水稀释成原先容积的100倍,第四次混合液即为目标溶液。最后在第四次混合液中分别加入亲水型二氧化硅、聚六亚甲基双胍盐酸盐,撹拌溶清。其中亲水型二氧化硅在目标溶液中的质量浓度为0.5%、聚六亚甲基双胍盐酸盐在目标溶液中的质量浓度为1%。

准备同一环境下的数间厂房,将上述配置的溶液喷洒在残留有甲醛的厂房内地板、家具、摆设、或者墙壁上,静待一定时间,例如2-5小时的时间,之后用测量甲醛的工具测量室内空气的甲醛、细菌等含量。

本实施例的目标溶液甲醛被净化的程度为98%,抑菌效果为99%,甲醛被净化的程度较高,杀菌效果好。

具体实施例二:

取异丙醇20ml,去离子水20ml混合形成第一次混合液,在第一次混合液中加入6mlticl4,形成第二次混合液,之后在第二次混合液中加入浓度为90%磷酸5ml,之后搅拌溶清,形成第三次混合液,之后在第三次混合液中加入去离子水,形成第四次混合液,第四次混合液被去离子水稀释成原先容积的100倍。最后在第四次混合液中加入亲水型二氧化硅和聚六亚甲基双胍盐酸盐,撹拌溶清,其中亲水型二氧化硅在目标溶液中的质量浓度为0.8%、聚六亚甲基双胍盐酸盐在目标溶液中的质量浓度为1.5%。

本实施例配置的溶液喷洒在另一间与实施例一环境相似的室内进行实验,本实施例的目标溶液甲醛被净化的程度为92%,抑菌效果为95%。

具体实施例三:

取异丙醇30ml,去离子水30ml形成第一次混合液,在第一次混合液中加入4mlticl4,形成第二次混合液,之后在第二次混合液中加入浓度为80%磷酸5ml,之后搅拌溶清,形成第三次混合液,之后在第三次混合液中加入去离子水,形成第四次混合液,第四次混合液被去离子水稀释成原先容积的100倍。在第四次混合液中加入浓度亲水型二氧化硅、聚六亚甲基双胍盐酸盐,撹拌溶清。其中,亲水型二氧化硅在目标溶液中的质量浓度为1%、聚六亚甲基双胍盐酸盐在目标溶液中的质量浓度为1.2%。

本实施例配置的溶液喷洒在另一间与实施例一环境相似的室内进行实验,本实施例的目标溶液甲醛被净化的程度为95%,抑菌效果为98%。根据国家标准:甲醛浓度≤0.1mg/m3。上述三个实施例是在同一环境下、采用不同的配比产生的实验效果。

下面根据实施例一的成分比例在含有甲醛的室内进行的实验做对比,本试验以当前施工时家具、装修工艺等等没任何改变的情况下、保证在同样温度、湿度的环境下进行:

表一:试验环境:

表二-表三:检测结果

表四-表十一:检测区域

表二:

表三:

表四:

表五:

表六:

表七:

表八:

表九:

表十:

表十一:

通过上述表格的实验表明,喷涂本发明的产品后,空气中甲醛的含量达到国家的标准。

下面为第三方检测机构的检测实验:通过温度、湿度、吸光度等不同的参数下将本发明实施例一的溶液喷洒在室内时甲醛被吸收的实验。

游离甲醛释放量随环境变化与温度呈正相关,当温度大于20℃的时,甲醛的释放具有较明显的活跃,在通常的温度条件下,温度每升高1℃,甲醛的释放量就增加0.05mg/m3;湿度增加12%,甲醛释放量将增加15%左右。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已,并不用以限制本发明实施例,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明实施例的保护范围内。

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