一种室内甲醛吸收剂及其制备方法与流程

本发明涉及甲醛控制领域，尤其涉及一种室内甲醛吸收剂及其制备方法。

背景技术：

近年来，随着各类装修建筑材料的使用，使得室内甲醛污染日益凸显。而人们日常生活中80％的时间处于室内，长期接触低浓度甲醛会引起慢性呼吸道疾病，而接触高浓度甲醛，严重者会引起细胞核基因突变。我国《室内空气质量标准》中规定室内居室中甲醛的最高浓度为0.1mg/m³，而绝大多数新装修的房屋在5～10个月内甲醛浓度超标5～10倍，住户通常采用长期通风晾晒的方式达到降低室内甲醛的目的，但是该方法周期长，且受环境温度影响较大，不但造成去除不彻底，还给住户带来诸多不便。

目前国内外采取了多种方法来控制室内甲醛污染，这些净化技术主要包括：吸附技术、光催化技术、负离子技术、臭氧氧化技术、生物技术、常温催化技术、材料封闭技术等。而利用一类能与甲醛发生化学反应的物质，在室温条件下通过化学吸收的方式，不可逆地去除室内游离甲醛受到越来越多研究者的关注。该技术通过将合成的甲醛吸收剂喷涂在甲醛释放源，如含有刨花板，纤维板的木质家具表面以实现室内游离甲醛的控制。专利cn105727495a公布了在60～90℃条件下利用聚合反应合成以及霍夫曼降解反应得到含有胺基的微交联聚合物，并将其与冰醋酸，水等混合得到用于地毯表面的甲醛喷涂液。专利cn104645800a公布了在一定温度下使二乙烯基三胺与丙烯酸甲酯发生缩聚反应，合成含有胺基基团的超支化聚合物，再与助剂混合制得高分子类甲醛捕捉剂。专利cn103894042a公布了利用尿素，同时结合环糊精的环状结构，在水中均匀混合，制备了一种甲醛捕捉剂水溶液；专利cn200910162558.9利用氨基脲与乙烯脲以及聚丙烯酰胺稀释液在50～60℃下合成碱性甲醛吸收剂。

上述目前合成的甲醛吸收液虽可在一定程度上实现室内游离甲醛的去除，但是合成路径以及原料较复杂，且反应均需在一定温度下实现，如何使得甲醛吸收液的配制简单易操作，并且实现游离甲醛的快速去除有待进一步研究。同时，尿素、氨水等材料在室温下的热稳定性较差，易发生二次污染，除此之外，该吸收液用于室内家具表面时，其机械耐磨性也是其至关重要的因素。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种室内甲醛吸收剂及其制备方法，合成工艺简单，无二次污染，可高效快速去除游离甲醛，且良好附着于基底表面的室内甲醛吸收剂及其制备方法，实现室内游离甲醛的有效控制。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种室内甲醛吸收剂的制备方法，将一级胺类化合物加入到去离子水中，搅拌使其溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为2～6，再加入助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

本发明进一步的改进在于，一级胺类化合物为1,3-二氨基脲、单羟甲基脲、n-甲基脲、三聚氰胺中的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，溶液中一级胺类化合物为1,3-二氨基脲时，溶液中1,3-二氨基脲的质量浓度为10～40％；一级胺类化合物为单羟甲基脲时，溶液中单羟甲基脲的质量浓度为10～30％；一级胺类化合物为n-甲基脲时，溶液中n-甲基脲的质量浓度为5～50％；一级胺类化合物为三聚氰胺时，溶液中三聚氰胺的质量浓度为0.01～0.5％。

本发明进一步的改进在于，溶液中一级胺类化合物为1,3-二氨基脲、单羟甲基脲、n-甲基脲、三聚氰胺中的两种以上时，一级胺类化合物的总质量浓度为6～50％。

本发明进一步的改进在于，酸性物质为磷酸、硫酸或柠檬酸。

本发明进一步的改进在于，磷酸的质量浓度为0.2～33.0％，硫酸的质量浓度为0.2～15.0％，柠檬酸的质量浓度为0.5～42.0％。

本发明进一步的改进在于，助剂为甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，助剂的加入量为溶液质量的0.01～2.00％。

本发明进一步的改进在于，搅拌是在20～30℃下进行。

一种根据上述的方法制备的室内甲醛吸收剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用一级胺类化合物作为甲醛吸收剂的反应物种，其伯胺基团中氮原子的电负性较高，具有较高的反应活性，可与环境中游离甲醛快速反应，提高甲醛吸收速率，快速实现游离甲醛控制；并且一级胺类化合物在室温下具有良好的热稳定性，可有效避免室内二次污染。调控体系的ph为2～6，此时吸附的甲醛分子接受一个质子，进一步增强亲核试剂的反应活性，提高甲醛去除效能。本发明的吸收剂与甲醛的反应产物为亚胺类物质，其稳定性良好，室温下不易分解，可有效抑制二次污染。该甲醛吸收剂的合成工艺及原料简单，成本较低，易于工业化生产，克服了现有技术中，合成工艺及原料复杂，成本较高的弊端，反应速率较慢且存在二次污染的隐患。

附图说明

图1为实施例1～5所合成的甲醛吸收剂以及对比例中所合成溶液的甲醛吸收性能图。

图2为反应机理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。

本发明的一种室内甲醛吸收剂及其制备方法，将一级胺类化合物加入到去离子水中，室温(20～30℃)下搅拌使其充分溶解，得到溶液采用酸性物质调节溶液的ph值为2～6，然后加入助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

一级胺类化合物具体为1,3-二氨基脲，单羟甲基脲，n-甲基脲，三聚氰胺中的一种或多种。

当一级胺类化合物采用一种物质时，溶液中一级胺类化合物的质量浓度为：一级胺类化合物为1,3-二氨基脲时，溶液中1,3-二氨基脲的质量浓度为10～40％。一级胺类化合物为单羟甲基脲时，溶液中单羟甲基脲的质量浓度为10～30％。一级胺类化合物为n-甲基脲时，溶液中n-甲基脲的质量浓度为5～50％。一级胺类化合物为三聚氰胺时，溶液中三聚氰胺的质量浓度为0.01～0.5％。

当一级胺类化合物采用两种以上物质时，一级胺类化合物的总质量浓度为6～50％，且1,3-二氨基脲、单羟甲基脲、n-甲基脲、与三聚氰胺各自浓度均在其相应的单独浓度范围之内。即一级胺类化合物的总质量浓度为6～50％的前提下，1,3-二氨基脲、单羟甲基脲、n-甲基脲、三聚氰胺的浓度满足单独采用一种物质时的浓度范围。

调节吸收剂酸度的酸性物质及其浓度分别为质量浓度为0.2～33.0％的磷酸，质量浓度为0.2～15.0％的硫酸，质量浓度为0.5～42.0％的柠檬酸。

选用的助剂为甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种，其添加量为溶液质量的0.01～2.00％。

实施例1

100ml去离子水中加入5.5gn-甲基脲，室温搅拌使其充分溶解，得到溶液，室温下采用质量浓度为10％磷酸调节体系ph至2，搅拌均匀，并加入溶液质量0.01％的甲基纤维素，搅拌混合均匀，得到性能良好的甲醛吸收剂。

实施例2

100ml去离子水中加入12g单羟甲基脲，室温搅拌使其充分溶解，得到溶液，室温下采用质量浓度为10％磷酸调节体系ph至2，搅拌均匀，并加入溶液质量2.0％的乙基纤维素，搅拌混合均匀，得到性能良好的甲醛吸收剂。

实施例3

100ml去离子水中加入15g1,3-二氨基脲，室温室温下搅拌使其充分溶解，得到溶液，采用质量浓度为10％磷酸调节体系ph至3，搅拌均匀，并加入溶液质量0.1％的聚乙烯醇，搅拌混合均匀，得到性能良好的甲醛吸收剂。

实施例4

100ml去离子水中加入2g三聚氰胺，室温搅拌使其充分溶解，得到溶液，室温下采用质量浓度为10％硫酸调节体系ph至4，搅拌均匀，并加入溶液质量2.0％的聚乙二醇，搅拌混合均匀，得到性能良好的甲醛吸收剂。

实施例5

100ml去离子水中加入10gn-甲基脲，室温搅拌使其充分溶解，得到溶液，室温下采用质量浓度为10％硫酸调节体系ph至6，搅拌均匀，并加入溶液质量0.5％的甲基纤维素，搅拌混合均匀，得到性能良好的甲醛吸收剂。

对比例

室温下采用质量浓度为10％磷酸调节100ml去离子水的酸度至2，并加入去离子水质量0.1％的甲基纤维素，搅拌混合均匀，作为对比试液。

甲醛吸收效率测试：

将10g活性炭加入到上述实施例1-5制备的5种甲醛吸收剂以及对比例试液中，搅拌10min，浸渍30min，于25℃烘干。取0.1g表面负载有吸收液的活性炭进行甲醛吸收效率测试。具体测试参数如下：甲醛初始浓度，1ppm；稀释气，过滤后压缩空气；气体流量，500ml/min。测试温度30℃，测试相对湿度15％。测试时间，1h。检测器为photoacousticgasmonitor-innova1412i。

图1为实施例1-5中所制备的甲醛吸收剂以及对比例试液在上述测试方法下得到的甲醛吸收效率。结果表明，对比例中未添加吸收剂的试液虽可在一定程度上去除甲醛，但其主要归因于活性炭基底的吸附效果，随着测试时间的延长，吸附饱和后，样品很快失活。而实施例1-5中甲醛吸收剂可在瞬间完全吸收体系中游离甲醛，最优样品对于甲醛的吸收效率高于90％，且稳定性良好。

实施例6

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在20℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为2，然后加入助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为n-甲基脲，并且溶液中n-甲基脲的质量浓度为5％.

酸性物质为磷酸。磷酸的质量浓度为0.2％。

助剂为甲基纤维素，并且助剂的加入量为溶液质量的0.01％。

实施例7

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在30℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为6，然后加入助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为n-甲基脲，并且溶液中n-甲基脲的质量浓度为20％。

酸性物质为磷酸，并且磷酸的质量浓度为33.0％。

助剂为甲基纤维素，并且加入量为溶液质量的0.05％。

实施例8

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为4，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为n-甲基脲，并且溶液中n-甲基脲的质量浓度为50％。

酸性物质为磷酸，并且磷酸的质量浓度为22％。

助剂为甲基纤维素，并且加入量为溶液质量的0.1％。

实施例9

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在20℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为3，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为1,3-二氨基脲，并且溶液中1,3-二氨基脲的质量浓为10％。

酸性物质为硫酸，并且硫酸的质量浓度为0.2％。

助剂为乙基纤维素，并且加入量为溶液质量的0.4％。

实施例10

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在20℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为5，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为1,3-二氨基脲，并且溶液中1,3-二氨基脲的质量浓为20％。

酸性物质为硫酸，并且硫酸的质量浓度为5％。

助剂为乙基纤维素，并且加入量为溶液质量的0.8％。

实施例11

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在20℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为3，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为1,3-二氨基脲，并且溶液中1,3-二氨基脲的质量浓为40％。

酸性物质为硫酸，并且硫酸的质量浓度为15％。

助剂为乙基纤维素，并且加入量为溶液质量的1％。

实施例12

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为4，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为单羟甲基脲，并且溶液中单羟甲基脲的质量浓为10％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为0.5％。

助剂为聚乙烯醇，并且加入量为溶液质量的1.2％。

实施例13

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为4，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为单羟甲基脲，并且溶液中单羟甲基脲的质量浓为20％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为20％。

助剂为聚乙烯醇，并且加入量为溶液质量的1.5％。

实施例14

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为4，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为单羟甲基脲，并且溶液中单羟甲基脲的质量浓为30％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为42％。

助剂为聚乙烯醇，并且加入量为溶液质量的2％。

实施例15

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为2，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为三聚氰胺，并且溶液中三聚氰胺的质量浓为0.01％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为0.5％。

助剂为甲基纤维素、乙基纤维素与聚乙二醇的混合物，并且甲基纤维素、乙基纤维素与聚乙二醇的混合物的总质量为溶液质量的0.5％。

实施例16

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为4，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为三聚氰胺，并且溶液中三聚氰胺的质量浓为0.2％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为20％。

助剂为甲基纤维素与乙基纤维素的混合物，并且甲基纤维素与乙基纤维素的混合物的总质量为溶液质量的1.5％。

实施例17

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为6，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为三聚氰胺，并且溶液中三聚氰胺的质量浓为0.5％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为42％。

助剂为聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物，并且聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物的总质量为溶液质量的2.0％。

实施例18

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为6，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为三聚氰胺与1,3-二氨基脲的混合物，并且溶液中三聚氰胺的质量浓为0.5％，1,3-二氨基脲的质量浓度为40％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为42％。

助剂为聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物，并且聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物的总质量为溶液质量的2.0％。

实施例19

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为6，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为三聚氰胺与n-甲基脲的混合物，并且溶液中三聚氰胺的质量浓为0.01％，n-甲基脲的质量浓度为49.99％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为42％。

助剂为聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物，并且聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物的总质量为溶液质量的2.0％。

实施例20

将一级胺类化合物加入到去离子水中，在25℃下搅拌使其充分溶解，得到溶液，然后采用酸性物质调节溶液的ph值为6，然后助剂，搅拌均匀，制得甲醛吸收剂。

其中，一级胺类化合物为n-甲基脲与三聚氰胺的混合物，并且溶液中n-甲基脲的质量浓为5.5％，三聚氰胺的质量浓度为0.5％。

酸性物质为柠檬酸，并且柠檬酸的质量浓度为42％。

助剂为聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物，并且聚乙二醇与聚乙烯醇的混合物的总质量为溶液质量的2.0％。

本发明中调控体系的酸度为2～6，此时吸附的甲醛分子接受一个质子，进一步增强亲核试剂的反应活性，提高甲醛去除效能，反应机理如图2所示。