一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料、其制備方法及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料、其制備方法及使用方法，屬于空氣凈化領(lǐng)域。一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料，它包括凈化劑載體，所述的凈化劑載體為樹脂，所述的樹脂上固定有高錳酸鉀；所述的高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1：(2-10)，浸漬樹脂使用的高錳酸鉀溶液濃度小于50g/l；所述的樹脂為D213大孔樹脂，骨架結(jié)構(gòu)為交聯(lián)丙烯酸，是帶有季胺基-N(CH3)3的陰離子交換樹脂。本發(fā)明使用D213大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂固載高錳酸鉀，具有固載量高、固載后不易脫落、流失的優(yōu)點，制備的凈化材料能夠有效地清除甲醛。
【專利說明】一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料、其制備方法及使用 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于空氣凈化領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材 料、其制備方法及使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定室內(nèi)空氣甲醛的最高濃度為0. 10mg/m3(lh均值）， 而過度裝修和非環(huán)保板材的使用，新裝修室內(nèi)空氣中甲醛污染狀況不容樂觀。云南環(huán)境監(jiān) 測中心站對48戶的室內(nèi)空氣甲醛濃度進(jìn)行了監(jiān)測，其中91. 7%甲醛濃度超標(biāo)，最高超標(biāo) 8. 25倍。黑龍江環(huán)境監(jiān)測中心站對哈爾濱110個裝修戶的室內(nèi)空氣甲醛濃度進(jìn)行了監(jiān)測， 其中87. 3%甲醛濃度超標(biāo)，最高超標(biāo)12倍，其中超標(biāo)3倍以上的占40. 9%。安徽理工大學(xué) 對淮南市的100個裝修戶的室內(nèi)空氣甲醛濃度進(jìn)行了監(jiān)測，其中82%甲醛濃度超標(biāo)，最高 超標(biāo)13倍，其中超標(biāo)5倍以上的占43% (昆明室內(nèi)空氣甲醛污染狀況與防治措施，環(huán)境 科學(xué)導(dǎo)刊，2007, 26 (3) : 52?53 ;室內(nèi)甲醛和氨的污染狀況的調(diào)查，黑龍江環(huán)境通報，2007， 31(1) :73?74 ;室內(nèi)甲醛污染調(diào)查，實驗室科學(xué)，2006,2:125?126)。由上可見，我國室內(nèi) 甲醛污染比較嚴(yán)重，急需治理。2001年以來我國發(fā)生的十大室內(nèi)環(huán)境污染典型案件中，有八 件是由甲醛超標(biāo)引起的。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中除甲醛的方法主要有吸附法和化學(xué)分解法，其中所述的吸附法存在吸 附與脫附的平衡問題，特別是在低濃度時難以發(fā)揮吸附效果；而化學(xué)去除法中應(yīng)用最廣泛、 性價比最高的方法是高錳酸鉀浸漬法。中國專利申請201110031086. 0, 一種氧化型空氣凈 化材料及其制備方法，其公開了一種使用高錳酸鉀溶液浸漬硅藻土、沸石分子篩、活性氧化 鋁、硅膠制備氧化型空氣凈化材料的方法，其制備的材料對空氣中的甲醛有較好的去除效 果。中國專利申請200610022516. 1，一種浸漬活性炭及制備方法，公開了一種使用高錳酸鉀 溶液浸漬活性炭的方法，活性炭高錳酸鉀浸漬后，對甲醛的去除效果也有稍微的提高。
[0004] 上述專利公開的高錳酸鉀浸漬法所使用的載體，包括硅藻土、沸石分子篩、活性氧 化鋁、硅膠、活性炭等材料，這些材料存在著一定的問題，比如采用浸漬法制備的高錳酸鉀 氧化鋁球，在實際使用中，存在以下缺點：空氣濕度大容易導(dǎo)致表面浸漬的高錳酸鉀流失； 高溫干燥條件下，氧化鋁表面浸漬的高錳酸鉀容易脫落成粉，進(jìn)而對人體呼吸道產(chǎn)生危害； 浸漬的高錳酸鉀裸露在表面，由于其氧化沒有選擇性，容易失活。以硅藻土作為載體，由于 硅藻土粒徑太小，又存在著使用不便的缺陷。
[0005] 離子交換樹脂作為一種高分子聚合材料，有著巨大的比表面積以及較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng) 度和抗沖擊能力，離子交換容量高，粒徑均勻可控，非常適合用來吸附固載陰陽離子。目 前已有研究報道涉及將高錳酸根離子固定到樹脂上（可用于雙氧水檢測的高錳酸鹽性樹 脂，化學(xué)試劑，1988，10(2):119?120;流通式化學(xué)發(fā)光傳感器測定汽油中的鉛，應(yīng)用化 學(xué)，2008, 25(3))，這些報道分別利用固定高錳酸鉀后的樹脂檢測雙氧水的濃度和汽油中的 鉛。目前使用高錳酸鉀固定的樹脂去除空氣中的甲醛的技術(shù)，未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1、本發(fā)明需要解決的問題
[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中去除空氣中甲醛存在的載體固載高錳酸鉀容量小，高錳酸鉀容易 脫落、流失等問題，本發(fā)明提供了一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料、其制備方法及使用 方法。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠高效、持久地分解空氣中甲醛。2、技術(shù)方案
[0008] 本法的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0009] -種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料，它包括凈化劑載體，所述的凈化劑載體為 樹脂，所述的樹脂上固定有高錳酸鉀。
[0010] 優(yōu)選地，所述的高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1 : (2-10)，浸漬樹脂使用的高錳酸 鉀溶液濃度小于50g/l。
[0011] 優(yōu)選地，所述的樹脂為D213大孔樹脂，骨架結(jié)構(gòu)為交聯(lián)丙烯酸，是帶有季胺 基-N (CH3) 3的陰離子交換樹脂。
[0012] 所述的去除空氣中甲醛的空氣凈化材料的制備方法，其步驟為：
[0013] ⑴配置高錳酸鉀溶液，稱取載體樹脂，按照高錳酸鉀樹脂質(zhì)量比例1: (2-10)，浸 漬樹脂使用的高錳酸鉀溶液濃度小于50g/l，將樹脂與高錳酸鉀溶液加入到帶蓋的樣品瓶 中；
[0014] (2)將樣品瓶固定到轉(zhuǎn)盤上，以60-100r/min速度，浸漬吸附24-48h ;
[0015] (3)吸附結(jié)束后，棄去上清液，將所述樹脂用雙蒸水清洗，去掉表面吸附的高錳酸 鉀，樹脂自然晾干備用。
[0016] 一種所述的去除空氣中甲醛的空氣凈化材料的使用方法，將所述空氣凈化材料直 接放置在空氣中或?qū)⒃搩艋瘎┲糜趦艋O(shè)備內(nèi)，用于凈化甲醛。
[0017] 3、有益效果
[0018] 相比于最接近的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益之處在于：
[0019] (1)本發(fā)明使用D213大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂固載高錳酸鉀，通過溶液浸漬法 將樹脂浸漬于高錳酸鉀溶液中，高錳酸跟通過離子交換的方法被吸附固載在樹脂上，具有 固載量高、固載后不易脫落、流失的優(yōu)點，制備的凈化材料能夠有效地清除甲醛；
[0020] (2)本發(fā)明制備的高錳酸鉀固載樹脂，相比于高錳酸鉀氧化鋁球，固載的高錳酸鉀 在高濕或干燥的環(huán)境中不易脫落、流失；
[0021] (3)本發(fā)明選擇的載體D213大孔樹脂，有著巨大的比表面積、機(jī)械強(qiáng)度高、粒徑均 勻，對高錳酸根的固載量高；
[0022] (4)本發(fā)明得到的凈化材料能夠高效、持久地的清除甲醛，將甲醛轉(zhuǎn)化為無害的 C02和H20,無其他副產(chǎn)物，該空氣凈化材料的生產(chǎn)方法簡單、成本低、可行度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為D213樹脂固載高錳酸鉀的吸附動力學(xué)實驗；
[0024] 圖2為固載高錳酸鉀前、后的D213樹脂的表面形貌圖和掃描電鏡圖；
[0025] 圖3為固載高錳酸鉀后的D213樹脂去除空氣中甲醛的凈化效率圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體的實施例和附圖進(jìn)一步介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0027] 實施例1
[0028] 結(jié)合圖1，本實施例1使用D213樹脂和高錳酸鉀溶液制備甲醛凈化劑，其步驟為：
[0029] (1)使用高錳酸鉀和蒸餾水，配置500mg/L的高錳酸鉀溶液，量筒量取40ml的高錳 酸鉀溶液，并稱取200mg的D213樹脂顆粒作為吸附載體，加入到50ml的螺紋口玻璃樣品瓶 中（高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1 :1〇);
[0030] (2)將樣品瓶固定到轉(zhuǎn)盤上，以60r/min速度，浸漬吸附24小時；
[0031] (3)吸附結(jié)束后，離心，舍去上清液，使用蒸餾水雙蒸水多次清洗樹脂顆粒，去掉表 面吸附的高錳酸鉀，樹脂顆粒自然晾干備用。
[0032] 樹脂固載高錳酸鉀后，D213樹脂由白色變成紫黑色，表明高錳酸鉀已經(jīng)成功固載 到樹脂顆粒上，掃描電鏡下可見固載后的D213樹脂表面有較多的裂縫，為固載上的高錳酸 鉀粉末，如圖2中的B圖。圖2A為固載前，掃描電鏡下的D213樹脂。
[0033] 甲醛凈化劑凈化效率測定采用室內(nèi)模擬實驗，房間容積為18m3,室內(nèi)甲醛的初始 濃度為〇. 4mg/m3,室內(nèi)環(huán)境條件溫度（19. 5-20. 5°C )和相對濕度（48-50% )。制備好的樹 脂顆粒制備成濾芯，濾芯的尺寸為長X寬X高為32. 5cmX23cmXl. 5cm，將濾芯放入風(fēng)箱 內(nèi)，風(fēng)速2. 5m/s，使用甲醒測試儀測定Omin、凈化30min、45min、60min的室內(nèi)甲醒濃度，結(jié) 果見圖3。由圖3知，經(jīng)過凈化60min后，室內(nèi)甲醛的去除效率達(dá)到99%，去除后的室內(nèi)甲 醛濃度遠(yuǎn)低于室內(nèi)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度值。
[0034] 實施例2
[0035] 本實施例2使用D213樹脂和高錳酸鉀溶液制備甲醛凈化材料，其步驟為：
[0036] (1)使用高錳酸鉀和蒸餾水，配置lg/L的高錳酸鉀溶液，量筒量取40ml的高錳酸 鉀溶液，并稱取120mg的D213樹脂顆粒作為吸附載體，加入到50ml的螺紋口玻璃樣品瓶中 (高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1:3);
[0037] (2)將樣品瓶固定到轉(zhuǎn)盤上，以70r/min速度，浸漬吸附36小時；
[0038] (3)吸附結(jié)束后，離心，舍去上清液，使用蒸餾水雙蒸水多次清洗樹脂顆粒，去掉表 面吸附的高錳酸鉀，樹脂顆粒自然晾干備用。
[0039] 甲醛凈化劑凈化效率測定方法同實施例1。
[0040] 實施例3
[0041] 本實施例1使用D213樹脂和高錳酸鉀溶液制備甲醛凈化材料，其步驟為：
[0042] (1)使用高錳酸鉀和蒸餾水，配置250mg/L的高錳酸鉀溶液，量筒量取40ml的高錳 酸鉀溶液，并稱取20mg的D213樹脂顆粒作為吸附載體，加入到50ml的螺紋口玻璃樣品瓶 中（高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1 :2);
[0043] (2)將樣品瓶固定到轉(zhuǎn)盤上，以100r/min速度，浸漬吸附48小時；
[0044] (3)吸附結(jié)束后，離心，舍去上清液，使用蒸餾水雙蒸水多次清洗樹脂顆粒，去掉表 面吸附的高錳酸鉀，樹脂顆粒自然晾干備用。
[0045] 甲醛凈化劑凈化效率測定方法同實施例1。
【權(quán)利要求】
1. 一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料，其特征在于：它包括凈化劑載體，所述的凈 化劑載體為樹脂，所述的樹脂上固定有高錳酸鉀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料，其特征在于：所述 的高錳酸鉀與樹脂的質(zhì)量比例為1 :(2-10)，浸漬樹脂使用的高錳酸鉀溶液濃度不得超過 50g/l。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種去除空氣中甲醛的空氣凈化材料，其特征在于：所 述的樹脂為D213大孔樹脂，骨架結(jié)構(gòu)為交聯(lián)丙烯酸，是帶有季胺基-N(CH 3)3的陰離子交換 樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除空氣中甲醛的空氣凈化材料的制備方法，其步驟為： (1) 配置高錳酸鉀溶液，稱取載體樹脂，按照高錳酸鉀樹脂質(zhì)量比例1 :(2-10)，浸漬樹 脂使用的高錳酸鉀溶液濃度小于50g/l，將樹脂與高錳酸鉀溶液加入到帶蓋的樣品瓶中； (2) 將樣品瓶固定到轉(zhuǎn)盤上，以60-100r/min速度，浸漬吸附24-48h ; (3) 吸附結(jié)束后，棄去上清液，將所述樹脂用雙蒸水清洗，去掉表面吸附的高錳酸鉀，樹 脂自然晾干備用。
5. -種權(quán)利要求1所述的去除空氣中甲醛的空氣凈化材料的使用方法，將所述空氣凈 化材料直接放置在空氣中或?qū)⒃搩艋瘎┲糜趦艋O(shè)備內(nèi)，用于凈化甲醛。
【文檔編號】B01D53/72GK104084034SQ201410348439
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】毛亮, 郭敬, 胡茂杰, 葉嘉逸, 徐偉, 王子珩 申請人:南京大學(xué)