室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:31778464发布日期:2022-10-12 09:10阅读:334来源:国知局
室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及环保技术领域,具体涉及室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂及其制备方法和应用。


背景技术:

2.近年来,随着我国经济的高速发展,工农业现代化水平的不断提高,人们生活水平也得到了很大程度的改善,特别是在居住条件方面,人均居住面积大幅度增加,室内装潢也越来越讲究。但久居室内的人却出现了头痛、咳嗽、疲倦等多种不适症状,严重者甚至产生了多种疾病,研究发现这与室内空气污染有相当大的关系。许多地方室内空气中的污染物浓度要高出室外2-5倍,而城市人群每天大约有90%的时间是在室内度过的。因此,重视室内空气质量、防范室内空气污染、检测治理室内空气污染成为大众关注的焦点。
3.甲醛是室内主要污染物之一,甲醛主要来源于涂料溶剂,胶合板的胶黏剂和一些织物表面。目前对室内装饰污染的主要治理方法有物理吸附法、化学反应法、催化氧化法、生物法、复合法和冷等离子体法。其中,吸附法由于价格低廉、原料易得是应用最普遍的方法,但吸附法如炭吸附仅对低浓度的挥发性有机气体、二氧化碳和二氧化硫等的回收较为理想,而对于装修产生的一些化学释放物几乎没有净化作用。综合比较来看,催化氧化法是一种前景更为广阔的净化空气的新方法。“光触媒”是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它涂布于基材表面,在紫外光及可见光的作用下,能有效地降解空气中有毒有害气体,但现有的光触媒仍存在降解污染物种类单一,可见光下催化降解性能差、只能在较短内限制化学污染,对于隐藏在家具内部的甲醛不能进行有效清除等问题。


技术实现要素:

4.为解决背景技术中提到的问题,本发明提供了一种稳定性好,能长久保持分解净化甲醛、有机挥发物等污染物,持续净化室内环境的高效去除剂、制备方法及应用。
5.一方面,本发明提供一种室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂,关键在于:以重量份计,包括:12-18份改性聚壳糖催化剂、8-15份溴化银-银/纳米硅、20-25份水凝胶、1-3份润湿剂、0.5-2份消泡剂、余量水;
6.改性聚壳糖催化剂为改性壳聚糖附载钼酸盐而成;
7.溴化银-银/纳米硅为纳米硅片附载银-溴化银而成。该方案中的改性聚壳糖催化剂和溴化银-银/纳米硅均具有吸附及可见光催化降解性能,不仅可以对室内甲醛进行吸收和分解,并且净化和分解室内空气中的其它气体污染物,可见光降解性能高。
8.优选的,所述改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将改性壳聚糖中加入0.5-1.2%wt的钼盐水溶液、70-80%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得。该方案中钼酸铵溶液优选浓度为0.8-1.1%wt,改性壳聚糖优选胺含量大于11%wt,制得的改性聚壳糖催化剂上钼酸盐固定化率高达90%以上。
9.优选的,所述改性壳聚糖由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:(2-3);在80-90℃下反应20-28h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、偶联剂、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:(0.2-0.35),反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,用透析介质进行透析,将透析液过滤、冷冻干燥后制得。该方案中对壳聚糖进行物理和化学双重改性得到性能优良的球形胆固醇疏水改性壳聚糖,具有无毒、可生物降解、发达的微孔结构,大比表面积,酸性环境不流失、吸附量大、吸附速度快的优点。
10.优选的,所述透析过程为:依次用不同浓度的乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质。该方案中,乙醇溶液的浓度不大于90%wt,并且乙醇溶液浓度从高到低依次梯度进行透析,可以将反应未完成的脂溶性物质。
11.优选的,所述透析介质为85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液。该方案中85%乙醇溶液既可以将反应未完成的脂溶性物质(如胆固醇半琥珀酸酯、n-羟基琥珀酰亚胺),并可以避免对胆固醇疏水改性壳聚糖的性能产生影响,而其它浓度的乙醇溶液可以进行梯度透析去除其它反应物质。
12.优选的,所述偶联剂为质量比为1:(1.5-2)的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺。
13.优选的,所述壳聚糖微球由以下方法制备:将壳聚糖粉末溶解于质量分数为1-5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入5-10%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得。该方案可以将壳聚糖进行物理改性成具有良好机械强度的微球结构,实现快速均匀吸附。
14.优选的,所述溴化银-银/纳米硅催化剂由以下方法制备:将纳米硅分散于去离子水中形成1-3%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为7-9,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成1-3%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。该方案中,硝酸银与纳米硅的摩尔质量比优选为(1-3)mol:1g,制得的溴化银-银/纳米硅催化剂的产生的电子和空穴数量高,同时纳米硅增大了溴化银的分散性,避免颗粒团聚,提高光催化活性。
15.优选的,所述纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成硅纳米孔阵列,硅柱上的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,逐渐减小,硅柱的尺寸范围为1.9-4.5nm,孔阵列区的厚度2-20μm。该方案制得的纳米硅由于硅纳米柱的存在导致单晶硅带隙能变宽,并且规则阵列结构和特殊的纳米多孔结构极大增大其比表面积。
16.优选的,所述水热腐蚀液为氢氟酸和硝酸铁的混合水溶液,其中氢氟酸浓度为12-15mol/l,硝酸铁为0.04-0.07mol/l。
17.优选的,所述水凝胶为月桂酸钠水凝胶、海藻酸钠水凝胶、聚乙烯醇水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、琼脂水凝胶、聚乙二醇水凝胶中的一种或两种以上的混合物。凝胶具有热可逆相转变特性形成三维纤维网格结构有效避免纳米微粒聚集沉淀,并且可以增加基材的表面亲水性,有利于提高自洁能力。
18.另一方面,本发明提供室内甲醛及有机挥发物的高效去除剂的制备方法,关键在于包括以下步骤:将水凝胶加热溶解至透明时,加入润湿剂、消泡剂,中速分散20-40min;然
后加入改性聚壳糖催化剂、溴化银-银/纳米硅、高速分散30-40min;加水调节粘度。
19.另一方面,本发明提供一种高效去除剂在室内空气净化的应用。实际应用时,空气净化包括有毒气体净化,如甲醛、苯系物、氨气、总挥发有机物、二氧化硫、一氧化碳等有毒气体;还包括异味吸附,如室内烟臭、厕臭、垃圾臭、动物臭等异味。
20.优选的,以涂刷、辊涂、浸涂或喷涂的方式将高效去除剂覆盖于基材表面。
21.有益效果:与现有技术相比,本发明在可见光下,能发挥优异的分解甲醛以及去除异味分子的作用,不仅能够减少基材本身甲醛释放,还能够净化和分解空气中的甲醛和异味分子,且能够在较长的时间内维持有效,可持续净化室内空气;另外,对基材表面具有较强的自洁作用,使基材表面不易被污染,延长基材使用寿命;原料无毒无副作用,安全环保。
附图说明
22.图1a和1b示出的纳米硅和银-溴化银/纳米硅的场发射扫描电子显微镜(fe-sem)显微照片;
23.图2示出的改性壳聚糖的透射型电子显微镜(tem)照片。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
25.另外,还需要说明的是,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。
26.实施例1高效去除剂
27.以重量份计,包括:12份改性聚壳糖催化剂、8份溴化银-银/纳米硅、20份月桂酸钠水凝胶、1份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、0.5份改性聚二甲基硅氧烷、余量水;
28.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:2;在80℃下反应20h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为1%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入5%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:1.5的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.2,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入0.5%wt的钼盐水溶液、70%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
29.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱
形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为12mol/l,硝酸铁为0.04mol/l,在70℃,腐蚀5min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为1.9-2.5nm,相邻两孔壁间距3-8μm,孔阵列区的厚度15-20μm;将纳米硅分散于去离子水中形成1%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为7,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成1%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
30.制备方法:将配方量的月桂酸钠水凝胶在50-60℃下加热,搅拌溶解,当混合液至透明时,搅拌速度3500转/分下,依次加入聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、改性聚二甲基硅氧烷,搅拌20-40min;搅拌速率提升至5500转/分,依次加入改性聚壳糖催化剂、溴化银-银/纳米硅,分散30-40min;将水溶液沿器壁慢慢注入调节粘度,以2000转/分持续搅拌,逐渐降温,搅拌60分钟降至室温,制备成品。
31.实施例2
32.以重量份计,包括:18份改性聚壳糖催化剂、15份溴化银-银/纳米硅、25份海藻酸钠水凝胶、3份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、2份改性聚二甲基硅氧烷、余量水;
33.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:3;在90℃下反应28h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入10%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:2的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.35,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入1.2%wt的钼盐水溶液、80%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
34.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为12mol/l,硝酸铁为0.04mol/l,在70℃,腐蚀5min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为1.9-2.5nm,相邻两孔壁间距3-8μm,孔阵列区的厚度15-20μm;将纳米硅分散于去离子水中形成1%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为7,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成1%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
35.制备方法与实施例1相同。
36.实施例3
37.以重量份计,包括:15份改性聚壳糖催化剂、10份溴化银-银/纳米硅、22份聚乙烯醇水凝胶、1.5份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、1份改性聚二甲基硅氧烷、余量水;
38.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:2.6;在80-90℃下反应20-28h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为3.5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入8%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥
后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:1.8的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.28,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入1.0%wt的钼盐水溶液、75%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
39.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为12mol/l,硝酸铁为0.04mol/l,在70℃,腐蚀5min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为1.9-2.5nm,相邻两孔壁间距3-8μm,孔阵列区的厚度15-20μm;将纳米硅分散于去离子水中形成1%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为7,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成1%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
40.制备方法与实施例1相同。
41.实施例4
42.以重量份计,包括:18份改性聚壳糖催化剂、8份溴化银-银/纳米硅、22份聚丙烯酰胺水凝胶、2份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、1.5份改性聚二甲基硅氧烷、余量水;
43.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:2.5;在80℃下反应24h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为4.5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入6%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:1.8的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.3,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入0.8%wt的钼盐水溶液、80%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
44.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为15mol/l,硝酸铁为0.07mol/l,在170℃,腐蚀60min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为4.0-4.5nm,相邻两孔壁间距20-25μm,孔阵列区的厚度2-10μm;将纳米硅分散于去离子水中形成3%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为9,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成3%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
45.实施例5
46.以重量份计,包括:16份改性聚壳糖催化剂、15份溴化银-银/纳米硅、15份月桂酸钠水凝胶、10份琼脂水凝胶、3份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、2份改性聚二甲基硅氧
烷、余量水;
47.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:2.5;在80℃下反应24h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为4.5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入6%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:1.8的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.3,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入0.8%wt的钼盐水溶液、80%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
48.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为13mol/l,硝酸铁为0.05mol/l,在100℃,腐蚀60min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为3-3.5nm,相邻两孔壁间距10-15μm,孔阵列区的厚度18-23μm;将纳米硅分散于去离子水中形成1.5%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为8,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中形成1.5%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
49.实施例6
50.以重量份计,包括:12份改性聚壳糖催化剂、15份溴化银-银/纳米硅、22份聚乙二醇水凝胶、2份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、2份改性聚二甲基硅氧烷、余量水;
51.其中,改性聚壳糖催化剂由以下方法制备:将胆固醇溶于吡啶后,加入琥珀酸酐,胆固醇和琥珀酸酐的摩尔比为1:2.5;在80℃下反应24h,将反应物洗涤、过滤、干燥后,加入丙酮溶解结晶得到胆固醇半琥珀酸酯;将壳聚糖粉末溶解于质量分数为4.5%wt的乙酸溶液中,然后将壳聚糖溶液注入6%wt的naoh醇溶液中,得到空心球,经洗涤、冷冻干燥后制得壳聚糖微球;将壳聚糖微球置于水中溶胀后,依次加入无水乙醇、质量比为1:1.8的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺、胆固醇半琥珀酸酯的乙醇溶液,壳聚糖微球和胆固醇半琥珀酸酯的摩尔比为1:0.3,反应2-4d后,将反应液置于透析袋中,依次用85%乙醇溶液、75%乙醇溶液、65%乙醇溶液、55%乙醇溶液作为透析介质、蒸馏水各透析2-3d,每隔4-5h更换透析介质,将透析液过滤、冷冻干燥后制得改性壳聚糖;将改性壳聚糖中加入0.8%wt的钼盐水溶液、80%乙醇,升温至75-85℃,反应2-3h,过滤、干燥制得;
52.溴化银-银/纳米硅由以下方法制备:以单晶硅片为基材,采用水热腐蚀法形成柱形的硅纳米孔阵列,水热腐蚀法条件为:氢氟酸浓度为15mol/l,硝酸铁为0.07mol/l,在150℃,腐蚀40min;衬底上硅柱的孔径从柱顶的40
±
5nm到柱底的15
±
5nm,呈现逐渐减小的趋势,硅柱的尺寸范围为3.8-4.2nm,相邻两孔壁间距16-23μm,孔阵列区的厚度8-15μm;将纳米硅分散于去离子水中形成2.5%纳米硅悬浮液,搅拌加入硝酸银溶液,调节ph值为8,黑暗环境下搅拌4-7h,离心分离,干燥得到溴化银/纳米硅;将溴化银/纳米硅分散于去离子水中
形成2.5%悬浮液,光照下搅拌1-1.5h,离心分离,干燥制得。
53.对比例1
54.在实施例1基础上,将二氧化钛等量替换改性聚壳糖催化剂。
55.对比例2
56.在实施例2基础上,将几丁聚糖等量替换壳聚糖微球。
57.对比例3
58.在实施例3基础上,将几丁聚糖等量替换改性壳聚糖。
59.对比例4
60.在实施例4基础上,将溴化银-银/分子筛等量替换溴化银-银/纳米硅。
61.对比例5
62.在实施例5基础上,将天然硅等量替换溴化银-银/纳米硅。
63.对比例6
64.在实施例6基础上,将天然硅等量替换纳米硅。
65.对本发明制备的高效去除剂进行如下测试:
66.(1)结构和成分测试(以实施例1为例):
67.图1a为纳米硅的fesem图,观察发现纳米硅由大量规则排列、微米尺寸的硅柱组成;图1b为银-溴化银/纳米硅的fesem照片,观察发现,样品的柱顶形成了由粒径较小的颗粒组成的薄膜,而柱间区域则为大量尺寸较为均匀、松散分布的纳米晶粒,可见溴化银的粒径和分散性很好,从eds能谱得到各元素的质量百分比为:o为64.13%,si为34.64%,br为0.48%,ag为0.75%,ag的含量略大于br,表明agbr中的少量ag+在可见光下被还原为ag,使其表面ag的含量大于br。
68.图2为改性壳聚糖的tem图,左图和右图分别为20000
×
和40000
×
放大倍率,观察发现纳米粒子呈均匀球状结构,很好的球形度且粒径分布均匀,表明光滑无粘黏物存在。
69.(2)空气净化性能测试:
70.在密封避光气候箱中模拟甲醛的污染浓度200μg/l的环境,将样品喷涂于密封避光气候箱中的0.1m
×
0.1m无纺布上,每个箱体内喷涂量相同,气候箱置于室内可见光环境中,使待测样品充分接收可见光,关闭气候箱盖并密封,底部气压平衡口连接至水箱,以保持采样时气候箱内的气压与污染气体浓度,开启对流风机,保持气候箱内各处气体浓度相等,通入污染气体至起始浓度后关闭进气口,开始光降解过程;通过微量采样泵对气候箱中的空气进行取样,并采用气相色谱法确定降解过程中的气体含量变化;
71.污染气体去除速率按公式(1)计算:n=(c0—c
t
)v/(s
×
t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中,n为样品的污染气体去除速率,μg/(m2
·
s);c0为降解开始时污染气体的起始浓度,μg/m3;c
t
为t时刻污染气体的平衡浓度,μg/m3;v为实验箱的气体容积,m3;s为涂料表面面积,m2;t为从测试开始到降解结束所经过的时间,s;
72.污染气体去除率按公式(2)计算:q=(c0—c
t
)/c0×
100%
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
73.其中,q为污染气体去除率,%;c0为降解开始时污染气体的起始浓度,μg/m3;c
t
为t时刻污染气体的平衡浓度,μg/m3;t为从测试开始到降解结束所经过的时间,s;将甲醛更换为氨、nox、甲硫醇、甲苯采用相同方法重复测试,6h测试结果如下表1所示:
74.表1
[0075][0076]
(3)空气净化持久性测试
[0077]
在密封避光气候箱中模拟甲醛的污染浓度200μg/l的环境,将样品喷涂于密封避光气候箱中的0.1m
×
0.1m无纺布上,每个箱体内喷涂量相同,气候箱置于室内可见光环境中,使待测样品充分接收可见光,关闭气候箱盖并密封,底部气压平衡口连接至水箱,以保持采样时气候箱内的气压与污染气体浓度,开启对流风机,保持气候箱内各处气体浓度相等,通入污染气体至起始浓度后关闭进气口,进行检测,记录箱体内甲醛初始浓度,6h、24h、3d、7d、15d、30d后再次记录箱体内的甲醛浓度,计算甲醛清除率,测试结果如下表2所示:
[0078]
表2
[0079][0080]
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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