本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及可吸收甲醛的空气过滤材料及其制备方法。
背景技术：
对于绝大多数人来说，生命过程中的大部分时间是在室内度过的，因此，室内的空气质量对人体的健康和寿命有着非常重要的影响。随着人口密度的不断增加，自然资源短缺的现象不断恶化、环境污染的加重，挥发性有机物(vocs：volatileorganiccompounds)在空气中的浓度大幅上扬，它们是pm2.5颗粒形成的主要原因之一，严重影响空气质量和人类身体健康。这些空气中的挥发性有机物包括甲醛、乙醛、多种酮类、芳香烃等，其中，甲醛是最常见的挥发性有机物，它来自于人工合成的纤维(如人造地毯、人造布等)、树脂(如用于家具的胶黏剂)、油漆(用于墙内装饰、家具粉刷)、微生物(室内湿度适合、营养丰富特别适合于微生物生长和繁殖)的降解、肉类、水果和蔬菜、以及各种木材。
甲醛刺激性会导致头痛、恶心、哮喘、皮肤红肿的急性损害，又是最容易改变蛋白质、遗传物质dna和rna的有机物，进而导致肿瘤和癌症，对人体危害极大。消除室内(包括汽车内)的甲醛，将其降低到安全浓度范围内，对人类当前的生活和遗传物质的保护，意义重大。
近年，我国室内甲醛污染严重，但空气净化普及率极低，包括离子催化的化学反应、物理吸附技术等在内的常见治理室内甲醛污染的空气净化技术已有研究，但普遍可操作性差、成本高；各类甲醛消除剂在市场上亦有出现，但二次污染严重，整体利用情况较差。目前，对硅藻土吸附甲醛的研究已有报道，但其存在吸附效率低的缺点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于如何提高甲醛的去除效果。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种可吸收甲醛的空气过滤材料，包括过滤复合布以及通过浸轧方式形成在所述过滤复合布上的甲醛去除剂；所述甲醛去除剂包括以下质量份数的原料：丙烯酸酰联氨类高分子化合物1～5份、改性硅藻土0.5～3份、活性炭粉末0.5～3份、纳米银粉末0.1～0.3份。
优选地，所述甲醛去除剂包括以下质量份数的原料：丙烯酸酰联氨类高分子化合物2份、改性硅藻土1份、活性炭粉末1份、纳米银粉末0.1份。
本发明的丙烯酸酰联氨类高分子化合物的制备方法为：将8g的聚丙烯酰胺溶于32g水中，优选聚丙烯酰胺平均分子量在35000，放置15h后，置于三颈烧瓶中，再加80％的水合肼溶液(100g水合肼溶液中含有80g的一水合肼)5g，在55℃下搅拌8h，把所得到反应液在搅拌下加入1l的甲醇中，生成白色沉淀物。把沉淀物在60℃下进行干燥6h，制得丙烯酸酰联氨高分子化合物。
优选地，所述改性硅藻土包括以下步骤制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土。
优选地，所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
优选地，所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层。
优选地，所述ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
优选地，所述ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
本发明还公开一种制备上述可吸收甲醛的空气过滤材料的方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物1～5份、改性硅藻土0.5～3份、活性炭粉末0.5～3份、纳米银粉末0.1～0.3份、水8～15份；
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布；其他现有技术的复合方式也应该在本发明的保护范围内。
优选地，所述过滤复合布还进行烧毛轧光处理：过滤复合布以8～12m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为180～250℃。
浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。
具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍3～6s，浸渍完成后，以80％～90％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在16s～24s。
本发明的优点在于：本发明以ptfe复合滤料为载体，采用甲醛消除剂对硅藻土进行改性，丙烯酸酰联氨类高分子化合物以及活性炭、纳米银的共同应用，该甲醛吸收空气过滤材料先通过改性硅藻土的吸附性能利用物理吸附原理，将甲醛气体吸附至载体上，在通过纳米银颗粒的高表面能特性，并具有良好的抗菌作用在有可见光的条件下可以发送光催化反应，在没有光照情况下，丙烯酸酰联氨类高分子化合物与甲醛发生加成反应，生成一种稳定的化合物从而降低环境中甲醛浓度；综合了物理吸附、化学转化以及光催化三种去除剂的优势，扬长避短，避免使用一种去除剂带来的劣势，从而提高甲醛的去除效果。
改性后硅藻土比单纯甲醛消除剂有更好的去除甲醛效果，这主要是由于硅藻土多孔性吸附和甲醛消除剂发挥了协同作用；
活性炭粉末也具有多孔性，增加对甲醛的吸附处理量；
甲醛气体首先被吸附至改性硅藻土以及活性炭的表面，然后在被纳米银颗粒以及丙烯酸酰联氨类高分子化合物进行转化，反应生产稳定的化合物，通过先吸附—后转化的反应机理，能够有效避免吸附性物质受热后甲醛气体重新挥发；
(4)优选这几种化合物，通过配比设计，达到吸附与转化的平衡，有效降解甲醛浓度，具有良好的协同作用。
本发明中，氨的衍生物易与甲醛发生加成反应，生成一种稳定的化合物。根据这个原理，选择一些在室温下就能与甲醛发生反应的活性有机和无机化合物的水溶液，如酰胺类、酰肼类、有机胺类、无机铵盐类的水溶液及其混合物作吸收剂，涂布于胶合板、刨花板面上后,这些吸收剂就能缓慢向人造板内部渗透，与甲醛反应生成稳定无毒的化合物。另外，某些高分子链上有许多能够与甲醛反应的活性。
本发明的甲醛消除剂选用乙撑基脲，具有脲、胺基和烷基基团，易溶于水，能和甲醛反应生产聚合物。
纳米银不仅具备了纳米材料的高表面能特性，并具有良好的抗菌作用，在可见光的条件下，以纳米银做光催化剂，促进甲醛的光解，本发明的银粉粒径为100～300nm。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例公开一种可吸收甲醛的空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物1份、改性硅藻土0.5份、活性炭粉末0.5份、纳米银粉末0.1份、水8份。
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布。
ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
(4)烧毛轧光处理：过滤复合布以8m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为180℃，本发明各个实施例的压光烧毛一体机优选采用为型号为cx-y6888的压光机，
(5)浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍3，浸渍完成后，以80％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在16s。
实施例2
本实施例公开一种可吸收甲醛的空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物2份、改性硅藻土1份、活性炭粉末1份、纳米银粉末0.1份、水10份。
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布；ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
(4)烧毛轧光处理：过滤复合布以12m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为200℃。
(5)浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍4s，浸渍完成后，以85％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在20s。
实施例3
本实施例公开一种可吸收甲醛的空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物5份、改性硅藻土3份、活性炭粉末3份、纳米银粉末0.3份、水15份。
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布。ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
(4)烧毛轧光处理：过滤复合布以12m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为250℃。
(5)浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍6s，浸渍完成后，以90％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在24s。
实施例4
本实施例公开一种可吸收甲醛的空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物2份、改性硅藻土1.5份、活性炭粉末1.5份、纳米银粉末0.1份、水12份。
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布；其他现有技术的复合方式也应该在本发明的保护范围内。ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
(4)烧毛轧光处理：过滤复合布以10m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为220℃。
(5)浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍5s，浸渍完成后，以85％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在22s。
实施例5
本实施例公开一种可吸收甲醛的空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性硅藻土制备：将甲醛消除剂和硅藻土按照1:1的质量比混合溶于100ml蒸馏水中，配成悬浮液；搅拌、离心后，干燥、研磨、过筛，得到改性硅藻土；所述搅拌的搅拌温度为60℃、搅拌时间为1.5h；离心是在1500r/min下离心5min；干燥是在70℃的烘箱内干燥12h；过筛具体是通过150目筛。
(2)整理液配置：将丙烯酸酰联氨类高分子化合物、改性硅藻土、活性炭粉末、纳米银粉末、水按照以下质量份数进行混合；丙烯酸酰联氨类高分子化合物2份、改性硅藻土2份、活性炭粉末2份、纳米银粉末0.2份、水13份。
(3)过滤复合布的制备；所述过滤复合布按照距离甲醛挥发源由近及远的顺序依次包括ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层；将ptfe/pps针刺布迎尘层、ptfe机织布层、ptfe/pps针刺布背尘层通过针刺的方式进行复合，得到过滤复合布。ptfe/pps针刺布迎尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。ptfe/pps针刺布背尘层中ptfe纤维与pps纤维的质量比为1:1。
(4)烧毛轧光处理：过滤复合布以10m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为210℃。
(5)浸轧工艺：步骤(3)的过滤复合布浸渍到步骤(2)的整理液中，轧压后，烘干定型，得到产物。具体地，将所述过滤复合布放入步骤(2)的整理液中浸渍5s，浸渍完成后，以88％的压轧率进行压轧去液，然后依次经过六个烘箱高温定型，按照干燥的先后顺序，六个烘箱的定型温度分别为：130℃、160℃、250℃、250℃、160℃，过滤复合布进入每节烘箱的时间都在16s。
实验方法：
在一间5m×3m×2.8m的密闭房间内，放置一块1.2m2木板，在木板上喷涂含甲醛的劣质油漆，模拟污染源。室温放置12h，使得甲醛气体充分释放后，用多参数大气采样仪对室内甲醛含量进行检测，通过数据输出仪读出检测结果，具体的甲醛检测流程如下：将甲醛吸收剂溶解在5ml比色瓶中充分溶解，再将此比色瓶中的吸收液转移到气泡吸收瓶中，用硅胶管连接大气采样器与吸收瓶，通过大气采样机吸气5l量(吸气时间为8min)，随后转移到5ml比色瓶中，加入显示剂显色，5min后放入多参数室内空气质量检测仪中读取数据，快速得知室内甲醛气体含量，此为室内甲醛初始污染浓度。采用类似的方法进行对比例1至对比例4、实施例2的甲醛去除效果测定。
空白样：
密闭房间中不放置这种可吸收甲醛空气过滤材料；
对比例1：
过滤材料中采用浸渍整理液配方为：
改性硅藻土：活性炭粉末：纳米银粉末：水＝1：1：0.1：10(浸渍整理液中不加丙烯酸酰联氨类高分子化合物)
对比例2：
过滤材料中采用浸渍整理液配方为：
丙烯酸酰联氨类高分子化合物：活性炭粉末：纳米银粉末：水＝2：1：0.1：10(浸渍整理液中不加改性硅藻土)
对比例3：
丙烯酸酰联氨类高分子化合物：改性硅藻土：纳米银粉末：水＝2：1：0.1：10(浸渍整理液中不加活性炭粉末)
对比例4：
丙烯酸酰联氨类高分子化合物：改性硅藻土：活性炭粉末：水＝2：1：1：10(浸渍整理液中不加纳米银粉末)
表1
如表1所示，采用本发明的过滤材料无论是在可见光条件还是在黑暗条件下，其对甲醛吸收率的吸收率都要远远超过空白样以及对比例对甲醛吸收率。本发明的滤料对甲醛吸收率能高达80％。
由此可知，本发明中的各个原料之间具有良好的协同处理作用，能够综合了物理吸附、化学转化以及光催化三种去除剂的优势，扬长避短，避免使用一种去除剂带来的劣势，从而提高甲醛的去除效果。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。