本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种过滤pm2.5的空气净化材料及其制备方法。
背景技术：
pm2.5是当前影响人们生活质量的常见污染物之一，其直径为约2.5μm的颗粒悬浮物，这种颗粒悬浮物在医学和生物学界称之为入肺颗粒物，长期吸入会损伤肺气管，甚至出现恶疾疾病。pm2.5污染物主要是通过化石燃料(如煤、石油制品)的燃烧、生物质(农作物秸秆、森林火灾等)的燃烧、垃圾焚烧等，以及工业生产中的粉尘、道路上的扬尘、建筑工地扬尘、厨房油烟等途径进行排放的，其主要成分是有机碳化合物、硝酸盐、硫酸盐、挥发性有机物以及钙、铝、锌、砷、镉、铁、铅等元素。因此，对于pm2.5的清除及过滤越来越受到人们的重视。
在环境中除了存在pm2.5污染物外，还存在大量肉眼不可见的细菌以及诸如甲醛、苯、甲苯和油烟等空气污染物，这些污染物若不及时处理，也会严重影响人们身体健康。常见的pm2.5过滤材料并不具备清除其他污染物的功能，鉴于此，研发一种既能处理效果佳的过滤pm2.5、透气性好，且又能同时净化空气的空气净化材料，具有良好的市场应用前景。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种空气净化材料及其制备方法，以解决以上至少一种技术问题。
本发明的技术方案来如下：
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐11-19份、钒酸铋12-22份、钨酸亚铁7-13份、硅藻土5-12份、活性凹土3-9份、氢氧化铪4-11份、偏铝酸锂6-13份、氧化铁2-8份、壳聚糖纤维3-10份、牛磺熊去氧胆酸钠4-9份、氧化石墨烯6-10份、椰子壳粉5-12份、负离子粉3-7份、腐叶土4-9份、聚乙烯醇2-8份、去离子水36-45份。
上述技术方案中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
上述技术方案中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
上述技术方案中，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐12-17份、钒酸铋13-21份、钨酸亚铁7.8-11份、硅藻土5.5-11.2份、活性凹土3.6-8.5份、氢氧化铪4.2-10.3份、偏铝酸锂6.8-11份、氧化铁2.6-7.2份、壳聚糖纤维3.4-8.7份、牛磺熊去氧胆酸钠4.5-8.4份、氧化石墨烯6.5-9.2份、椰子壳粉5.8-11.4份、负离子粉3.7-6.4份、腐叶土4.5-8.3份、聚乙烯醇2.5-7.3份、去离子水38-43份。
本发明的另一技术方案来如下：
一种空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于600-800℃下保温5-8小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于800-1000℃下保温1-4小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在70-90℃下搅拌混合60-150分钟，蒸干并研磨至500-800目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
上述技术方案中，步骤1中，先于720℃下保温6小时。
上述技术方案中，步骤1中，再于950℃下保温2小时。
上述技术方案中，步骤4中，在85℃下搅拌混合120分钟。
由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提供的空气净化材料对pm2.5的过滤率高达99.2及其以上，同时对空气中的甲醛、苯有害气体的净化效率分别高达95.3％和92.7％及其以上，有效的净化了空气，可显著改善空气环境。该空气净化材料的透气性好，具备净化空气的功能，非常适合大批量生产及其应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐11份、钒酸铋12份、钨酸亚铁7份、硅藻土5份、活性凹土3份、氢氧化铪4份、偏铝酸锂6份、氧化铁2份、壳聚糖纤维3份、牛磺熊去氧胆酸钠4份、氧化石墨烯6份、椰子壳粉5份、负离子粉3份、腐叶土4份、聚乙烯醇2份、去离子水36份。
其中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
其中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
所述空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于600℃下保温5小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于800℃下保温1小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在70℃下搅拌混合60分钟，蒸干并研磨至500目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
实施例2
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐19份、钒酸铋22份、钨酸亚铁13份、硅藻土12份、活性凹土9份、氢氧化铪11份、偏铝酸锂13份、氧化铁8份、壳聚糖纤维10份、牛磺熊去氧胆酸钠9份、氧化石墨烯10份、椰子壳粉12份、负离子粉7份、腐叶土9份、聚乙烯醇8份、去离子水45份。
其中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
其中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
所述空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于800℃下保温8小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于1000℃下保温4小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在90℃下搅拌混合150分钟，蒸干并研磨至800目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
实施例3
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐12份、钒酸铋13份、钨酸亚铁7.8份、硅藻土5.5份、活性凹土3.6份、氢氧化铪4.2份、偏铝酸锂6.8份、氧化铁2.6份、壳聚糖纤维3.4份、牛磺熊去氧胆酸钠4.5份、氧化石墨烯6.5份、椰子壳粉5.8份、负离子粉3.7份、腐叶土4.5份、聚乙烯醇2.5份、去离子水38份。
其中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
其中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
所述的空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于750℃下保温6小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于900℃下保温3小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在85℃下搅拌混合90分钟，蒸干并研磨至650目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
实施例4
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐17份、钒酸铋21份、钨酸亚铁11份、硅藻土11.2份、活性凹土8.5份、氢氧化铪10.3份、偏铝酸锂11份、氧化铁7.2份、壳聚糖纤维8.7份、牛磺熊去氧胆酸钠8.4份、氧化石墨烯9.2份、椰子壳粉11.4份、负离子粉6.4份、腐叶土8.3份、聚乙烯醇7.3份、去离子水43份。
其中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
其中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
所述空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于750℃下保温7小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于950℃下保温3小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在85℃下搅拌混合140分钟，蒸干并研磨至600目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
实施例5
一种空气净化材料，包括蜂窝滤网和填充于所述蜂窝滤网的净化组合物，所述净化组合物由以下重量份的原料制备而成：硫化钐15份、钒酸铋19份、钨酸亚铁9.2份、硅藻土6.8份、活性凹土5.7份、氢氧化铪7.8份、偏铝酸锂9.2份、氧化铁5.4份、壳聚糖纤维6.2份、牛磺熊去氧胆酸钠7份、氧化石墨烯8.4份、椰子壳粉7.2份、负离子粉5.8份、腐叶土6份、聚乙烯醇4.5份、去离子水41份。
其中，所述负离子粉为质量比为1:3:1.8的奇冰石粉、蛋白石粉、镭石粉的混合物。
其中，所述硫化钐的粒径为100-500nm。
所述空气净化材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤1、将椰子壳粉和腐叶土混合均匀，先于800℃下保温7小时，冷却至室温，然后与硅藻土、活性凹土混合均匀，再于960℃下保温4小时，自然冷却至室温，研细得到预处理粉；
步骤2、将氧化石墨烯置于去1/4去离子水中，超声分散均匀，然后加入壳聚糖纤维、牛磺熊去氧胆酸钠，继续超声分散均匀，得到混合液m；
步骤3、将氧化铁、偏铝酸锂、硫化钐、钒酸铋、钨酸亚铁、氢氧化铪置于余下去离子水中，搅拌混合均匀，再加入聚乙烯醇，继续搅拌混合均匀，得到混合液n；
步骤4、将步骤2得到的混合液m与步骤3得到的混合液n在88℃下搅拌混合120分钟，蒸干并研磨至700目粉末；
步骤5、将步骤4中得到的粉末与步骤1中的预处理粉混合均匀，即得净化组合物；
步骤6、将步骤5中制备的净化组合物填充于蜂窝滤网中，即得。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处仅在于：不添加氢氧化铪、钒酸铋和氧化石墨烯。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处仅在于：不添加椰子壳粉、硫化钐和腐叶土。
性能测试
对实施例1-5和对比例1、2所制备的空气净化材料进行相关性能测试，将pm2.5为500的污染空气以1米/秒的速度通过上述空气净化材料，其测试结果如下表所示：
由以上测试结果可知，本发明提供的空气净化材料对pm2.5的过滤率高达99.2及其以上，同时对空气中的甲醛、苯有害气体的净化效率分别高达95.3％和92.7％及其以上，有效的净化了空气，可显著改善空气环境。该空气净化材料的透气性好，具备净化空气的功能，非常适合大批量生产及其应用。