本发明涉及空气净化材料领域，具体涉及一种用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料及其制备方法。
背景技术：
2015年，国际癌症研究机构（iarc）更新的《以部位和癌症名称分类的致癌物清单》中就已经明确标注：有充足并强有力的证据（sufficientevidence），甲醛会诱发白血病。目前，甲醛在iarc的致癌物列表上与苯、咖啡因、酒精、烟草一并被列为1类致癌物。
据不完全统计，全球每年约有700万人口的死亡是由甲醛直接或间接造成的。目前，市场上净化甲醛的材料主要以活性炭为主，但活性炭对甲醛只起到物理吸附作用，吸附饱和后容易在温度、相对湿度等外界因素发生变化时产生脱附效应，进而造成甲醛二次污染。同时，由于甲醛的缓释性，完全释放至少需要5-10年时间，而活性炭的有效使用时间非常短，无法从根源上解决甲醛污染的问题。因此，开发一种可持续吸附和快速分解甲醛的净化材料，对于治理室内污染、改善居住环境、提升生活质量具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种复合颗粒材料，针对甲醛等vocs的气体特性，将物理吸附、远程活化和化学分解进行有机结合，克服现有技术缺陷，持续、快速、高效根除甲醛危害。
为实现以上目的，本发明采用了以下技术方案：
一种用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备a吸附颗粒：分别取质量份数为30~45份的高岭土、20~25份的硅藻土、5~8份的钛白粉、18~26份的蒙脱土及20~30份的石灰石，混合-超细研磨-干燥-分散-造粒，即得a吸附颗粒；
（2）制备b活化颗粒：分别取质量份数为25~35份的活性炭、6~12份的电气石、9~18份的硬锰矿、20-30份的硅灰石及15~35份的麦饭石，混合-超细研磨-干燥-分散-造粒，即得b活化颗粒；
（3）制备c分解颗粒：配置高锰酸钾溶液，与粉煤灰玻璃微珠粉体混合浸渍，过滤-干燥-分散-造粒-活化，制得c分解颗粒；
（4）将a吸附颗粒、b活化颗粒和c分解颗粒按照重量比为2:2:6~4:4:2混合，即得复合颗粒材料。
优选的是，步骤（1）和步骤（1）所述超细研磨时间为0.5~5h，分散粒径为1~4μm，干燥温度为90~120℃，干燥时间为1~2h；
优选的是，步骤（3）所述高锰酸钾溶液的质量分数为4.5~8%，粉煤灰玻璃微珠粉体粒径为1~3μm，浸渍时间为18~36h，干燥温度为150~180℃，干燥时间为1.5~2h；
优选的是，步骤（3）所述活化温度为500~750℃，活化时间为2~3h；
优选的是，所述粉煤灰玻璃微珠粉体与高锰酸钾溶液的高锰酸钾的质量比为3:1~5:1；
优选的是，所述a吸附颗粒、b活化颗粒和c分解颗粒的直径均为1-3mm；
一种制备用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料的方法，包括将a吸附颗粒、b活化颗粒和c分解颗粒以一定的比例混合均匀制成所述用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料的步骤。
相对于现有技术，本发明所述的用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料具有以下优势：
（1）本发明所述的a吸附颗粒，以高岭土、硅藻土、蒙脱土等具有高比表面积和高孔隙率的天然矿物复合而成，这些矿物由于天然具备微米级极性孔隙结构，对甲醛等极性气体化合物具有极强的吸附能力，可使矿物颗粒表面和孔道内部快速吸附与聚集周边甲醛气体，形成富含甲醛分子的吸附层。
（2）本发明所述的b活化颗粒，以活性炭、硅灰石及麦饭石为主要原料，为活化甲醛气体提供层状与针状表界面活化层；硬锰矿中的mno2作为催化剂，可大幅提升c分解颗粒对甲醛的分解效率；电气石由于自发极化性可释放负氧离子，具有超高活性进而促进甲醛分子中氧基链的快速分离，同时，释放的负氧离子可主动游离到房间的各个角落促进甲醛分子的分解，极大提高甲醛清除效率，解决室内甲醛净化死角问题。
（3）本发明所述的c分解颗粒，将高锰酸钾负载于粉煤灰玻璃微珠表面和孔道表面，依靠高锰酸钾的强氧化性及粉煤灰玻璃微珠的高表面活性，极大提升高锰酸钾与甲醛气体的接触几率，使甲醛气体发生氧化反应，分解成二氧化碳和水。同时，高锰酸钾与甲醛反应生成锰酸钾，其颜色从紫色逐渐变成褐色或黑色，具有优良的显色体验效果，可使用户直观感观到甲醛的分解与净化过程。
（4）本发明所述的用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料，通过将a吸附颗粒、b活化颗粒和c分解颗粒以一定的比例混合均匀，使用时，a吸附颗粒先将甲醛等vocs气体分子吸附到颗粒表面及内控表面，形成富含甲醛分子的吸附层，b活化颗粒通过释放负氧离子实现远距离除醛效果，再利用负载有高氧化性的c分解颗粒将周边富集的甲醛等vocs气体分子进行氧化分解，将物理吸附、远程活化和化学分解进行有机结合，极大提升了甲醛净化效率，实现持续、快速、高效根除甲醛危害。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
对比例
采用活性炭作为甲醛净化材料。
在0.2立方米的密闭空间中，滴入1滴福尔马林溶液（35～40％的甲醛水溶液），10分钟后甲醛初始浓度稳定为3.20mg/m3，加入200g活性炭，1小时候后甲醛浓度下降为1.42mg/m3，甲醛去除率为55.62%。
实施例1
本实施例的用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料的制备方法，包含以下步骤：
1）制备a吸附颗粒：分别取30g的高岭土、20g的硅藻土、5g的钛白粉、20g的蒙脱土及25g的石灰石进行充分混合，使用超细研磨机研磨1h，过2000目筛，并放入烘箱干燥1h，干燥温度为100℃，然后置于造粒机进行造粒，制得a吸附颗粒。
2）制备b活化颗粒：分别取25g的活性炭、6g的电气石、9g的硬锰矿、25g的硅灰石及35g的麦饭石进行充分混合，使用超细研磨机研磨1h，过1500目筛，并放入烘箱干燥1h，干燥温度为100℃，然后置于造粒机进行造粒，制得b活化颗粒；
3）制备c分解颗粒：配置500g质量分数为4.5%的高锰酸钾溶液，与67.5g的粉煤灰玻璃微珠粉体（粒径1~3μm）混合浸渍18h，过滤后放入烘箱干燥1.5h，干燥温度为150℃，然后置于造粒机进行造粒，c料球放入马弗炉中，在500℃下活化2h，制得c分解颗粒；
（4）分别量取80g的a吸附颗粒、80g的b活化颗粒以及40g的c分解颗粒进行搅拌混合，即得用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料。
在0.2立方米的密闭空间中，滴入1滴福尔马林溶液（35～40％的甲醛水溶液），10分钟后甲醛初始浓度稳定为3.15mg/m3，加入200g合成的复合颗粒材料，1小时候后甲醛浓度下降至0.52mg/m3，甲醛去除率为83.49%。
与对比例相比，该比例的复合颗粒材料对甲醛等vocs的去除率提升了27.87%。
实施例2
本实施例的用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料的制备方法，包含以下步骤：
1）制备a吸附颗粒：分别取30g的高岭土、22g的硅藻土、8g的钛白粉、20g的蒙脱土及20g的石灰石进行充分混合，使用超细研磨机研磨1.5h，过2000目筛，并放入烘箱干燥1.5h，干燥温度为120℃，然后置于造粒机进行造粒，制得a吸附颗粒。
2）制备b活化颗粒：分别取35g的活性炭、9g的电气石、12g的硬锰矿、28g的硅灰石及16g的麦饭石进行充分混合，使用超细研磨机研磨1.5h，过1500目筛，并放入烘箱干燥1.5h，干燥温度为120℃，然后置于造粒机进行造粒，制得b活化颗粒；
3）制备c分解颗粒：配置500g质量分数为8%的高锰酸钾溶液，与120g的粉煤灰玻璃微珠粉体（粒径1~3μm）混合浸渍36h，过滤后放入烘箱干燥2h，干燥温度为180℃，然后置于造粒机进行造粒，c料球放入马弗炉中，在700℃下活化3h，制得c分解颗粒；
（4）分别量取40g的a吸附颗粒、40g的b活化颗粒以及120g的c分解颗粒进行搅拌混合，即得用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料。
在0.2立方米的密闭空间中，滴入1滴福尔马林溶液（35～40％的甲醛水溶液），10分钟后甲醛初始浓度稳定为3.10mg/m3，加入200g合成的复合颗粒材料，1小时候后甲醛浓度下降至0.26mg/m3，甲醛去除率为91.61%。
与对比例相比，该比例的复合颗粒材料对甲醛等vocs的去除率提升了35.99%。
实施例3
本实施例的用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料的制备方法，包含以下步骤：
1）制备a吸附颗粒：分别取35g的高岭土、20g的硅藻土、6g的钛白粉、18g的蒙脱土及21g的石灰石进行充分混合，使用超细研磨机研磨2h，过2000目筛，并放入烘箱干燥1.5h，干燥温度为120℃，然后置于造粒机进行造粒，制得a吸附颗粒。
2）制备b活化颗粒：分别取30g的活性炭、12g的电气石、18g的硬锰矿、20g的硅灰石及20g的麦饭石进行充分混合，使用超细研磨机研磨2h，过1500目筛，并放入烘箱干燥1.5h，干燥温度为120℃，然后置于造粒机进行造粒，制得b活化颗粒；
3）制备c分解颗粒：配置500g质量分数为6%的高锰酸钾溶液，与120g的粉煤灰玻璃微珠粉体（粒径1~3μm）混合浸渍24h，过滤后放入烘箱干燥2h，干燥温度为180℃，然后置于造粒机进行造粒，c料球放入马弗炉中，在600℃下活化2h，制得c分解颗粒；
（4）分别量取60g的a吸附颗粒、60g的b活化颗粒以及80g的c分解颗粒进行搅拌混合，即得用于净化甲醛等vocs的复合颗粒材料。
在0.2立方米的密闭空间中，滴入1滴福尔马林溶液（35～40％的甲醛水溶液），10分钟后甲醛初始浓度稳定为3.18mg/m3，加入200g合成的复合颗粒材料，1小时候后甲醛浓度下降至0.14mg/m3，甲醛去除率为95.60%。
与对比例相比，该比例的复合颗粒材料对甲醛等vocs的去除率提升了39.98%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例子。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制备方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。