本发明属于吸附材料领域，更具体地，涉及一种具有强效吸附和净化功能的硅藻醇及其制备方法。
背景技术：
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成，主要矿物成分为蛋白石及其变种，提纯后的硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的性质，因此越来越受到装修材料行业喜爱。硅藻土具有天然环保，孔隙率大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，在日常生活中应用越来越广，广泛用于内墙装饰装修壁材、助滤剂、浴室防滑垫，硅藻砖等方面。目前中国的汽车数量越来越多，但是车内气味却一直困扰着有车一族。据报道，汽车内会释放致癌气体，新车仪表盘、座椅、空气滤清器都会释放有毒物质“苯”，人体长期吸收就会致癌，还会破坏骨髓导致白血病，此外车内的有机材料会长期释放甲醛，甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感。大于0.08mg/m3的浓度甲醛可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等，是众多疾病的主要诱因。
光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。光触媒对中低分子的不稳定化合物及绝大部分病菌有很好的降解和杀灭作用，其中包括甲醛。
目前硅藻土基粉体材料主要应用于内墙装饰方面，即硅藻泥装饰壁材，该材料可以有效调节室内空气湿度，净化空气，同时防霉抗菌、节能环保，是一种快速发展的新型产品，是继乳胶漆、壁纸后，又一内墙涂装材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于利用硅藻土的吸附功能，辅于光催化纳米材料，配合特殊的工艺制备一种具有强效吸附和净化功能、可催化降解甲醛等有害气体且成本低的硅藻醇。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种具有强效吸附和净化功能的硅藻醇，该硅藻醇包括：作为硅藻醇核的吸附材料、作为硅藻醇幔的储存材料、作为硅藻醇壳的分解材料；
所述吸附材料包括海泡石纤维、熟石灰、竹炭、滑石粉、保水剂和天然植物胶；
所述储存材料包括水洗-低温煅烧硅藻土、坡缕石粉、白色硅酸盐水泥、天然植物胶和保水剂；
所述分解材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛和保水剂。
吸附材料保证硅藻醇具有强有效的吸附作用，为硅藻醇吸附-储能-分解体系提供原始动力；储存材料将多余外界光能量储存起来，以供有光时催化分解；分解材料在外界光照射作用下，发生催化反应而分解吸附的有害气体，并及时排出分解后的水和二氧化碳，确保整个系统循环。
海泡石纤维长度2-4mm，在其结构单元中，硅氧四面体与镁氧八面体相互交替，具有独特的层状和链状的过渡特征，海泡石纤维比表面积普遍较大，表面有很多不饱和化学键，对气体分子吸附作用强，以吸附甲醛等分子。空气中的气体分子热运动扩散到周围，受到吸引作用而吸附在孔隙中。海泡石纤维结构可以保证硅藻醇具有良好的可塑性及丰富的空间本维立体蜂窝状孔隙结构，可以容纳更多的气体分子。
熟石灰中Ca(OH)2含量为95％以上，起胶凝作用。
竹炭具有疏松多孔的结构，其分子细密多孔，质地坚硬，有很强的吸附能力。竹炭与石炭加水硬化后，竹炭颗粒架结成网，在空间形成立体结构；配合海泡石纤维结构，以竹炭为树干，以海泡石为叶蔓，增大吸附材料与空气接触面积，使吸附效率更高。
滑石粉使整个产品具有良好的润滑性。
水洗-低温煅烧硅藻土是一种由古代硅藻遗骸堆积演变而形成的一种主要成分为非晶质二氧化硅的天然无机非金属矿，他具有独特的孔隙结构，本发明优选具有贯穿圆筛状孔结构的硅藻土进行水洗，后经600℃低温煅烧而制成的硅藻精土。他具有很大的孔容积，可达到0.10cm3/g，比表面积为44.11m2/g，可以将吸附材料吸附的气体分子储存于孔结构中，再进一步催化降解。
坡缕石粉孔隙丰富，吸附性强，孔容积大，且由于大多数孔为大孔结构，更易储存吸附的气体，而且气体分子可以很容易释放出来，另外，加水具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不会产生裂纹。
精选白色硅酸盐水泥起粘结作用，使硅藻土圆筛状结构分散于坡缕石粉中，均匀分散，优化整体孔结构组成。
根据本发明，所述保水剂为本领域常规保水剂，优选包括甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚中的至少一种。
纳米氧化锌防止本发明制得的硅藻醇吸附的细菌沉积而影响使用寿命。
纳米二氧化钛通过光催化作用分解甲醛等有害物质。
作为本发明优选的实施方式，其中，所述吸附材料、储存材料、分解材料的重量比为(5-6)：(2.5-4.5)：(2-4)。
作为本发明优选的实施方式，其中，以吸附材料的总重量计，所述吸附材料包括：海泡石纤维45-65wt％、熟石灰8-12wt％、滑石粉8-10wt％、竹炭25-35wt％、保水剂0.4-1.0wt％、天然植物胶2-5wt％。
作为本发明优选的实施方式，其中，以储存材料的总重量计，所述储存材料包括：水洗-低温煅烧硅藻土40-60wt％、坡缕石粉30-50wt％、白色硅酸盐水泥8-12wt％、保水剂1.5-3wt％、天然植物胶2-5wt％。
作为本发明优选的实施方式，其中，以分解材料的总重量计，所述分解材料包括：纳米氧化锌20-30wt％、纳米二氧化钛55-80wt％、保水剂5-8wt％。
作为本发明优选的实施方式，其中，海泡石纤维的粒径为170-230目，优选为200目，纤维长度为2-4mm；熟石灰的粒径为140-170目，优选为1000目；竹炭的粒径为140-170目，优选为150目，滑石粉的粒径为800-1100目，优选为1000目；水洗-低温煅烧硅藻土的粒径为300-400目，优选为325目，坡缕石粉的粒径为300-400目；纳米氧化锌的粒径为5-15nm；纳米二氧化钛的粒径为15-25nm。
作为本发明优选的实施方式，其中，硅藻醇核的半径为2-3mm；硅藻醇幔的厚度为0.8-1.2mm，粘度≤40000mPa.s；硅藻醇壳的厚度为0.8-1.2mm。
本发明的第二方面提供上述硅藻醇的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)制备硅藻醇核
按吸附材料的配方准确称量各组分，将保水剂与滑石粉、熟石灰、天然植物胶混合并于分散机中分散；将初步混合的物料与海泡石纤维、竹炭混合至均匀；加水，搅拌均匀，用制丸机揉捏成球，烘干后制得硅藻醇核；
(2)制备硅藻醇幔
按储存材料的配方准确称量各组分，混合并于分散机中分散；加水，搅拌均匀，调整至粘度≤40000mPa.s，均匀洒至步骤(1)制得的硅藻醇核表面，制得硅藻醇幔；
(3)制备硅藻醇壳
按分解材料的配方准确称量各组分，混合并于分散机中分散；然后均匀洒至步骤(2)所得硅藻醇幔上；放入制丸机内塑形，干燥至恒重。
作为本发明优选的实施方式，其中，步骤(1)中，加水量与吸附材料的重量相等，烘干温度为40-50℃。吸附材料包括保水剂、滑石粉、熟石灰、海泡石纤维和竹炭。
作为本发明优选的实施方式，其中，步骤(2)中，加水量为储存材料重量的4-6倍，储存材料包括水洗-低温煅烧硅藻土、坡缕石粉、白色硅酸盐水泥、天然植物胶和保水剂。
根据本发明，在一个具体的实施例中，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备硅藻醇核：
按配方准确称量好各组分，将保水剂与滑石粉、熟石灰、天然植物胶倒入分散机中，然后在分散机中以1000/min的转速分散5s；将初步混合即的物料与海泡石、竹炭混合，以180/min转速混合10s，确保全部物料混合均匀。按吸附材料：水＝1：1的重量比加水，搅拌均匀，用制丸机揉捏成球，做成硅藻醇的内核；制作过程中，制丸机转速为30r/min，挤压力度保证制好的内核完全干燥后密度小于0.60g/cm3，保证其疏松多孔结构；硅藻醇核半径为2-3mm。制备完成后放入烘箱中，在45℃下烘24h。
(2)制备硅藻醇幔：
按储存材料的配方准确称量好各组分，倒入分散机中，然后在分散机中以1000/min的转速分散5s。按储存材料：水＝1：5的重量比加水，搅拌均匀，调整至粘度小于等于40000mPa.s。等上述制备完成并且完全干干透的硅藻醇核，置于10目的滤网上，均匀洒上制好黏液，厚度约为1mm。
(3)制备硅藻醇壳：
按储存材料的配方准确称量好各组分，倒入分散机中，然后在分散机中以1000/min的转速分散5s。等上述沾有物料的硅藻醇均匀洒上分解材料，厚度约为1mm。将整体放入制丸机内塑形，使整体表面光滑、圆润。于30-45℃烘10h，确保完全干透。
(4)将烘完后产品，置于10目直线振动筛上，振动30s，将表面浮灰去除，同时筛掉粒度不合适和粘结强度不够的产品，即整个硅藻醇制备完成。
(5)等硅藻醇200g为一袋装入无纺布袋中，扎紧袋口，即可方便挂入车内，或者摆放在其他易散发异味的区域，硅藻醇即可有效发挥作用，短时间内去除异味。
(6)使用一个月，可将硅藻醇倒出，放在阳光下或65℃烘箱内，烘2-3h，将硅藻醇内残留的有害气体在相对温度比较高的情况下，脱附释放出来，即可循环使用。
本发明技术方案带来的有益效果：
本发明制得的硅藻醇粒径为6-8mm，与空气接触面积大，吸附性能好，可以持续吸咐车内的异味或有害气体，而且防霉防菌，使用年限长，可循环使用，天然环保，无毒无害，完美满足人们对车内空气质量和生活品质的需求。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1：
各材料重量比：
吸附材料：储存材料：分解材料＝6：3：1
吸附材料——硅藻醇核：(以100份计)
储存材料——硅藻醇幔：(以100份计)
分解材料——硅藻醇壳：(以100份计)
10nm纳米氧化锌： 22
20nm纳米二氧化钛： 70
保水剂： 8
实施例2：
各材料重量比：
吸附材料：储存材料：分解材料＝5：3：2
吸附材料——硅藻醇核：(以100份计)
储存材料——硅藻醇幔：(以100份计)
分解材料——硅藻醇壳：(以100份计)
10nm纳米氧化锌： 20
20nm纳米二氧化钛： 75
保水剂： 5
实施例3：
各材料重量比：
吸附材料：储存材料：分解材料＝5.5：2.5：2
吸附材料——硅藻醇核：(以100份计)
储存材料——硅藻醇幔：(以100份计)
分解材料硅藻醇壳：(以100份计)
10nm纳米氧化锌： 30
20nm纳米二氧化钛： 62
保水剂： 8
测试例：
将上述实施例1-3制得的硅藻醇进行包装，200g/袋，扎紧；分别取上述实施例1-3制得的硅藻醇样品，放入同样型号的汽车内，密闭车门进行实验；向车内注入同等数量的甲醛，1h后，取车内空气进行检测，测试其甲醛浓度；打开安装在汽车内部的日光灯，间隔6、12、24、48、72、96、120h后定时取空气样品，检测甲醛浓度。
不同时间后的汽车内的甲醛浓度如表1所述：
表1
由表1可知，实施例1-3制得的硅藻醇吸附净化甲醛气体效果显著。
实施例1-3制得的硅藻醇在太阳光下可以有效去除甲醛，当使用袋数≥8(即重量≥1600g)时，在一天时间内，就可以把车内的甲醛浓度降至国家标准(≤0.1mg/m3)以内，保障了人们身体健康。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。