一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法与流程

1.本申请涉及功能涂料领域，更具体地说，它涉及一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着经济水平的提升，人们的生活水平有了明显改善，对于健康生活要求越来越高。在住房上，人们对居住环境的要求越来越高，时尚装修、新式家居成了很多人追求的目标。但是，市场上这些装修材料和家具的使用皆会产生有害物质
‑
甲醛。甲醛对人体健康危害极大，尤其对孕妇、老人和儿童，是世界卫生组织公认的致癌和致畸性物质，也是白血病的主要诱发因素。在室内空气环境中含有大于0.08mg/m3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等多种疾病。室内甲醛主要来源于劣质家具、功能油漆涂料、室内豪华装饰等，且这类材料蕴含的甲醛能释放长达数年，时刻严重危害着人类的健康和生命。因此，去除室内甲醛已成为是当前改善人们室内空气环境的主要任务之一。
3.目前，市场上流通的室内除醛的方法有吸附法、等离子体、光催化等。其中，吸附法主要采用多孔材料对甲醛进行物理吸附，但其吸附易饱和且二次会释放甲醛。等离子体净化技术可在低温下分解甲醛分子，但最大的缺点是难以控制产物中副产物臭氧的释放，易产生二次污染。光催化技术则是以tio2纳米级催化剂为原材料负载在特定的载体上，在紫外光源下将甲醛分子降解，然而材料制备工艺复杂，技术难度大，若应用于室内除醛则需安装紫外灯进行照射，生产成本高，不易推广使用。
4.针对上诉相关技术所存在的缺陷，发明人为了满足市场对室内甲醛的处理需求，研发了一种具有除甲醛功能的单原子涂料。


技术实现要素：

5.为了解决相关技术存在的问题，本申请提供了一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法。
6.第一方面，本申请提供一种具有除甲醛功能的单原子涂料，采用如下的技术方案：一种具有除甲醛功能的单原子涂料，所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液15.0
‑
25.0％，消泡剂1.0
‑
2.0％，分散剂1.0
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5.0％，丙二醇3.0
‑
15.0％。成膜助剂0.5
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2.0％，增稠剂2.0
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8.0％，ph调节剂0.1
‑
0.5％，除甲醛单原子催化剂1.0
‑
7.0％，填料粉体20
‑
45％，去离子水15
‑
30％。
7.通过采用上述技术方案，由于采用自主研发的除甲醛单原子催化剂，该除甲醛单原子催化剂无需其他辅助条件，可以在室内常温常压无光的条件下，对甲醛进行高效的吸收，并催化氧化分解甲醛为无害的二氧化碳和水，避免二次污染，且持续作用时间长且自身不消耗，赋予了涂料高效吸收甲醛、长效除甲醛、无味无毒、绿色环保的优势功效；且自主研发的除甲醛单原子催化剂可与涂料体系相融合，具有涂料性能的同时还赋予了催化氧化分
解甲醛的功能。
8.优选的，所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液18
‑
22％，消泡剂1
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2％，分散剂2
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5％，丙二醇5
‑
10％。成膜助剂1
‑
2％，增稠剂4
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8％，ph调节剂0.2％，除甲醛单原子催化剂2
‑
5％，填料粉体30
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40％，去离子水17
‑
28％。
9.通过采用上述技术方案，由于采用自主研发的除甲醛单原子催化剂对涂料进行改性，该除甲醛单原子催化剂的质量百分比大于5％以上时，随着除甲醛单原子催化剂的质量百分比的提升，除甲醛的效果增加不明显，因此，除甲醛单原子催化剂添加量为2
‑
5％时，可保证抗菌消毒性能同时降低生产成本。
10.优选的，所述除甲醛单原子催化剂是由载体和过渡金属组成；所述载体为多孔纳米磷酸锆，过渡金属选自fe、mn、ag中的一种或多种组合。
11.通过采用上述技术方案，多孔纳米磷酸锆作为载体可吸附较多的过渡金属从而得到可高效除甲醛的除甲醛单原子催化剂，结构稳定，在活性金属单原子高效分解甲醛的作用下，多孔结构永不饱和，赋予了单原子除甲醛涂料高效吸收甲醛、持久分解甲醛、无味无毒、绿色环保的优势功效，且多孔纳米磷酸锆运用于涂料中克改善漆膜的韧性、耐酸碱性、耐高温性、耐腐蚀性和稳定性。
12.优选的，所述除甲醛单原子催化剂的过渡金属以单原子形式固定在载体上，所述除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:(20
‑
200)。
13.通过采用上述技术方案，对起到除甲醛作用的过渡金属成分进行定量控制，当过渡金属和载体的质量比为1:(20
‑
200)时，所制备的除甲醛单原子催化剂对甲醛的催化效率最好，将其运用到本申请的涂料中，不仅可以与填料均匀混合，使其在长时间内发挥除甲醛的作用，还可降低工业生产成本。
14.优选的，除甲醛单原子催化剂的合成步骤如下：步骤1：多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌20
‑
60min，混合均匀制得混合液a；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以80
‑
120μl/秒的速度滴加入200g/l的硝酸盐溶液搅拌2
‑
5h，随后在20
‑
40min内升温至60℃继续搅拌2
‑
4h，随后冷却至室温，制得混合液b；步骤3，原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:(20
‑
200)，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行10
‑
16h搅拌混合，在150℃下，反应18
‑
30h，反应结束后，冷却至室温，在10000
‑
12500r/min离心3
‑
6分钟，取得的固体产物分别用乙醇和水洗涤3
‑
6次，100℃真空干燥3
‑
6h，研磨制得粉末；步骤4，一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末置于5％氢氩混合气的气氛中，400℃的温度条件下加热处理2
‑
4h，冷却到室温，研磨，即得所需的催化剂，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
15.通过采用上述技术方案，制备的多孔纳米磷酸锆，可与涂料体系完美相融，制备得到可分解甲醛且自身无损的除甲醛单原子催化剂，且制备可分解甲醛且生产成本相对较低，易批量生产进行市场推广的单原子涂料；氢氩混合气下高温活化，是用氢气进行还原，降低高温对除甲醛单原子催化剂的氧化影响，从而得到可在室内常温常压无光的条件下，对甲醛进行高效的吸收，并催化氧化分解甲醛为无害的二氧化碳和水的单原子催化剂。
16.优选的，所述除甲醛单原子催化剂的合成步骤如下：步骤1，多孔纳米磷酸锆前驱体制备：步骤1.1，1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴液体的制备方法为：摩尔比为1：3的1
‑
(2
‑
胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；反应结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到粘稠液体，将此液体溶于水，加入等摩尔的氢氧化钠，常温下搅拌1h，旋蒸除去水，并滤去固体溴化钠，真空干燥，得到离子液体1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴；步骤1.2，将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入200g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；步骤3，原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:50，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，在150℃下反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得的固体产物分别用乙醇和水洗涤至少3次，100℃真空干燥4h，研磨制得粉末；步骤4，一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末置于5％氢氩混合气的气氛中，400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，研磨，即得所需的催化剂，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
17.通过采用上述技术方案，可制备得到可分解甲醛，分解效率较高且自身无损的除甲醛单原子催化剂。
18.优选的，所述填料粉体包括占产品总质量7
‑
10％的钛白粉、占产品总质量7
‑
10％的高岭土、占产品总质量6
‑
8％的滑石粉、占产品总质量8
‑
14％的重质碳酸钙；钛白粉、高岭土和滑石粉粒度为1000目，重质碳酸钙粒度为1500目。
19.通过采用上述技术方案，钛白粉的使用可使本内墙涂料在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大、耐酸碱；高岭土良好的结合性，可使得钛白粉、滑石粉、重质碳酸钙更好混合在一起，保证填料混合均匀度；滑石粉起到良好遮盖力和润滑作用；重质碳酸钙可使涂料不沉降，使得体系易分散，制备的涂料层光泽好、耐寒耐热。
20.优选的，所述消泡剂为非硅酮矿物油系；所述分散剂为20％的聚羧酸铵盐；所述成膜助剂为醇酯十二；所述增稠剂为纤维素类增稠剂；所述ph调节剂为二甲基乙醇胺。
21.通过采用上述技术方案，由于采用聚羧酸铵盐，因此，获得对填料粉体有良好的分散效果好；由于采用纤维素，因此，获得了可调节粘度同时辅助提升涂料的抗菌能力的效果；采用二甲基乙醇胺可调节ph同时作水溶性涂料助溶剂；醇酯十二可有效降低其最低成膜温度，便于涂料使用。
22.第二方面，本申请提供一种具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法。
23.一种具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法，包括以下步骤：s1步骤，按称量16
‑
27％的去离子水投入容器中，再向容器中依次投入称量准确的分散剂、0.5
‑
1.5％的消泡剂、丙二醇，搅拌5
‑
10分钟；s2步骤，向容器中依次投入称量准确的钛白粉、高岭土、滑石粉、重钙、除甲醛单原
子催化剂搅拌15
‑
30分钟；s3步骤，加入增稠剂持续搅拌30
‑
40分钟后加入二甲基乙醇胺调节ph值至7
‑
8；s4步骤，向容器中依次投入称量准确的丙烯酸乳液、成膜助剂、0.25％消泡剂和1％的水，搅拌10
‑
20分钟后加入0.25％消泡剂，继续搅拌30
‑
50分钟，制得涂料成品。
24.本制备方法较为简单，所采用的设备较少且设备成本较低，便于进行大规模批量化生产，便于具有除甲醛功能的单原子涂料的市场推广和普及。
25.优选的，包括以下步骤：s1步骤，按称量16
‑
27％的去离子水投入容器中，再向容器中依次投入称量准确的分散剂、0.5
‑
1.5％的消泡剂、丙二醇，搅拌5分钟；s2步骤，转速调到500转/分钟，向容器中依次以500g/min的速度投入称量准确的钛白粉、高岭土、滑石粉、重钙、除甲醛单原子催化剂搅拌15分钟；s3步骤，以500g/min的速度向容器中加入增稠剂，转速调整至1000转/分钟，持续搅拌30分钟后加入二甲基乙醇胺调节ph值至7
‑
8；s4步骤，在保持1000转/分钟下向容器中依次投入称量准确的丙烯酸乳液、成膜助剂、0.25％的消泡剂和1％的水，持续高速搅拌10分钟后加入0.25％的消泡剂，以100转/分钟的线性降低搅拌转速，调整转速为300转/分钟继续搅拌30分钟，制得涂料成品。
26.通过采用上述技术方案，可制备得到高效吸收甲醛、长效除甲醛、无味无毒、绿色环保的具有除甲醛功能的单原子涂料。
27.综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本发明的具有除甲醛功能的单原子涂料使用自主研发的除甲醛单原子催化剂，采用全新的单原子分解甲醛技术，无需其他辅助条件，可以在室内常温常压无光的条件下，对甲醛进行高效的吸收和催化氧化分解，将甲醛降解为无害的二氧化碳和水，避免二次污染。
28.2、本发明的具有除甲醛功能的单原子涂料在分解甲醛过程中起到高效吸附催化作用，自身不会消耗，持续除醛作用时间达10年以上，且其结构稳定，在活性金属单原子高效分解甲醛的作用下，多孔结构永不饱和，赋予了涂料高效吸收甲醛、持久分解甲醛、无味无毒、绿色环保的优势功效。
29.3、本制备方法较为简单，所采用的设备较少且设备成本较低，便于进行大规模批量化生产，便于具有除甲醛功能的单原子涂料的市场推广和普及。
30.4、本申请制备的涂料在涂料氙弧辐射老化试验中，长达720小时灯光辐射，涂层表面破坏变化程度等级为0，将其继续做除醛测试，依然可以在室内常温常压无光的条件下将甲醛浓度降到安全值范围，说明本发明涂料有良好的抗老化性能，能持续作用时间达10年以上。
附图说明
31.图1是本申请中制备例11中的单原子催化剂的球差校正透射电子显微镜图。
具体实施方式
32.以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料原料
制备例
33.制备例1除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:20，合成步骤如下：1)多孔纳米磷酸锆前驱体制备：先进行1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴液体的制备：摩尔比为1：3的1
‑
(2
‑
胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；反应结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到粘稠液体，将此液体溶于水，加入等摩尔的氢氧化钠，常温下搅拌1h，旋蒸除去水，并滤去固体溴化钠，真空干燥，得到离子液体1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴，将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；2)过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入200ml的200g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；3)原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:20，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下以500rpm进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中150℃下反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，聚四氟乙烯材料为内胆，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨制得所得粉料的粒径为≤1.6μm；4)一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，聚四氟乙烯材料为内胆，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
34.制备例2除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:50，合成步骤如下：1)多孔纳米磷酸锆前驱体制备：先进行1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴液体的制备：摩尔比为1：3的1
‑
(2
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胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；反应结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到粘稠液体，将此液体溶于水，加入等摩尔的氢氧化钠，常温下搅拌1h，旋蒸除去水，并滤去固体溴化钠，真空干燥，得到离子液体1
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(2
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胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴，将摩尔比为2:3:2的1
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(2
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胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；2)过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入200ml的200g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；3)原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:50，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化
锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，球磨制得粒径≤1.6μm的粉末；4)一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
35.制备例3除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:100，合成步骤如下：1)多孔纳米磷酸锆前驱体制备：先进行1
‑
(2
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胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴液体的制备：摩尔比为1：3的1
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(2
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胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；反应结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到粘稠液体，将此液体溶于水，加入等摩尔的氢氧化钠，常温下搅拌1h，旋蒸除去水，并滤去固体溴化钠，真空干燥，得到离子液体1
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(2
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胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴，将摩尔比为2:3:2的1
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(2
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胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；2)过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入200ml的200g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；3)原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:100，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，制得粒径≤1.6μm的粉末；4)一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
36.制备例4除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:200，合成步骤如下：1)多孔纳米磷酸锆前驱体制备：先进行1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴液体的制备：摩尔比为1：3的1
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(2
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胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；反应结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到粘稠液体，将此液体溶于水，加入等摩尔的氢氧化钠，常温下搅拌1h，旋蒸除去水，并滤去固体溴化钠，真空干燥，得到离子液体1
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(2
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胺乙基)
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴，将摩尔比为2:3:2的1
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胺乙基)
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；2)过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液缓慢滴加入200ml的200g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合
液b；3)原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:200，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，制得粒径≤1.6μm的粉末；4)一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，内胆为聚四氟乙烯材质，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
37.制备例5填料的配制：称量10.0kg的1000目钛白粉、10kg的1000目高岭土、6.0kg的1000目滑石粉和14kg的1500目重质碳酸钙，在500转/min搅拌转速下，搅拌混匀10分钟备用，得填料a。
38.制备例6填料的配制：称量10.0kg的1000目钛白粉、9kg的1000目高岭土、7.0kg的1000目滑石粉和14kg的1500目重质碳酸钙，在500转/min搅拌转速下，搅拌混匀10分钟备用，得填料b。
39.制备例7填料的配制：称量8.0kg的1000目钛白粉、8kg的1000目高岭土、7.0kg的1000目滑石粉和10kg的1500目重质碳酸钙，在500转/min搅拌转速下，搅拌混匀10分钟备用，得填料c。
40.制备例8填料的配制：称量7.0kg的1000目钛白粉、7kg的1000目高岭土、8.0kg的1000目滑石粉和8kg的1500目重质碳酸钙，在500转/min搅拌转速下，搅拌混匀10分钟备用，得填料d。
41.制备例9一种原位封装法制备多孔磷酸锆基单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
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(2
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胺乙基)
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(2
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二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将20ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入200ml的100g/l的硝酸锰溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；步骤3，原位共沉淀合成单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:100，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，在150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，制得粒径≤1.6μm的粉末；步骤4，一步法原位生成单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中500
℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
42.制备例10一种原位封装法制备多孔磷酸锆基单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将10ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入100ml的5g/l的硝酸银溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b；步骤3，原位共沉淀合成单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:150，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，在150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，制得粒径≤1.6μm的粉末；步骤4，一步法原位生成单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
43.制备例11一种原位封装法制备多孔磷酸锆基单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌30min，混合均匀制得混合液a；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：30ml的5％氨水溶液以100μl/秒的速度滴加入150ml的5g/l的硝酸银溶液、100g/l的硝酸锰溶液和100g/l的硝酸铁溶液搅拌3h，其中ag：mn：fe的质量比为0.5:50:80，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，随后冷却至室温，制得混合液b。
44.步骤3，原位共沉淀合成单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:100，按比例将混合液a加入混合液b，在室温下进行12h搅拌混合，置于聚四氟乙烯反应釜中150℃反应24h，反应结束后，冷却至室温，11000r/min离心4分钟，取得固体产物分别用乙醇和水洗涤3次，100℃真空干燥4h，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，制得粒径≤1.6μm的粉末；步骤4，一步法原位生成单原子催化剂：将所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，所得催化剂的粒径为≤1.6μm，参照图1，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。实施例
45.实施例1本发明公开了一种具有除甲醛功能的单原子涂料，本发明所提供的技术方案：单
原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液18％，消泡剂1％，分散剂2％，丙二醇5％，成膜助剂1％，增稠剂4％，ph调节剂0.2％，制备例2中的除甲醛单原子催化剂2％，制备例5中的填料粉体40％，去离子水26.8％。
46.本申请具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法，包括以下步骤：s1步骤，按称量25.8kg的去离子水投入反应釜中，将搅拌转速设置为300转/分钟，搅拌状态下向反应釜中依次投入称量准确的2kg的分散剂、0.5kg的消泡剂、5kg的丙二醇，搅拌5分钟备用；s2步骤，将搅拌转速调整为500转/分钟，以500g/min的速度向反应釜中依次投入40kg的制备例5中的填料粉体、2.0kg制备例2中的除甲醛单原子催化剂，持续搅拌15分钟后备用；s3步骤，以500g/min的速度向反应釜中加入4kg的增稠剂，增稠剂添加过程中，将转速调整至1000转/分钟，持续搅拌30分钟后加入200g的二甲基乙醇胺调节ph值；s4步骤，在保持1000转/分钟下，向反应釜中依次投入称量准确的18kg的丙烯酸乳液、1.0kg的成膜助剂、0.25kg的消泡剂和1kg的水，在1000转/分钟转速下，持续搅拌10分钟后加入0.25kg的消泡剂，调整转速为300转/分钟继续搅拌30分钟，制得涂料成品。
47.实施例2实施例2与实施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例1中的除甲醛单原子催化剂。
48.实施例3实施例3与实施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例3中的除甲醛单原子催化剂。
49.实施例4实施例4与实施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例4中的除甲醛单原子催化剂。
50.实施例5本发明公开了一种具有除甲醛功能的单原子涂料，本发明所提供的技术方案：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液20％，消泡剂1.3％，分散剂3％，丙二醇6.5％，成膜助剂1.3％，增稠剂5.5％，ph调节剂0.2％，制备例2中的除甲醛单原子催化剂3％，制备例6中的填料粉体36％，去离子水23.2％。
51.本申请具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法，包括以下步骤：s1步骤，按称量22.2kg的去离子水投入反应釜中，将搅拌转速设置为300转/分钟，搅拌状态下向反应釜中依次投入称量准确的3.0kg的分散剂、0.8kg的消泡剂、6.5kg的丙二醇，搅拌5分钟备用；s2步骤，将搅拌转速调整为500转/分钟，以500g/min的速度向反应釜中依次投入36kg的制备例6中的填料粉体、3.0kg制备例2中的除甲醛单原子催化剂，持续搅拌15分钟后备用；s3步骤，以500g/min的速度向反应釜中加入5.5kg的增稠剂，增稠剂添加过程中，将转速调整至1000转/分钟，持续搅拌30分钟后加入200g的二甲基乙醇胺调节ph值；s4步骤，在保持1000转/分钟下，向反应釜中依次投入称量准确的20kg的丙烯酸乳液、1.3kg的成膜助剂、0.25kg的消泡剂和1.0kg的水，在1000转/分钟转速下，持续搅拌10分
钟后加入0.25kg的消泡剂，调整转速为300转/分钟继续搅拌30分钟，制得涂料成品。
52.实施例6本发明公开了一种具有除甲醛功能的单原子涂料，本发明所提供的技术方案：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液22％，消泡剂1.6％，分散剂4％，丙二醇8％，成膜助剂1.6％，增稠剂7％，ph调节剂0.2％，制备例3中的除甲醛单原子催化剂4％，制备例7中的填料粉体33％，去离子水18.6％。
53.本申请具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法，包括以下步骤：s1步骤，按称量17.6kg的去离子水投入反应釜中，将搅拌转速设置为300转/分钟，搅拌状态下向反应釜中依次投入称量准确的4.0kg的分散剂、1.1kg的消泡剂、8kg的丙二醇，搅拌5分钟备用；s2步骤，将搅拌转速调整为500转/分钟，以500g/min的速度向反应釜中依次投入33kg的制备例7中的填料粉体、4.0kg制备例2中的除甲醛单原子催化剂，持续搅拌15分钟后备用；s3步骤，以500g/min的速度向反应釜中加入7kg的增稠剂，添加速度为320g/min，增稠剂添加过程中，将转速调整至1000转/分钟，持续搅拌30分钟后加入200g的二甲基乙醇胺调节ph值；s4步骤，在保持1000转/分钟下，向反应釜中依次投入称量准确的22kg的丙烯酸乳液、1.6kg的成膜助剂、0.25kg的消泡剂和1.0kg的水，在1000转/分钟转速下，持续搅拌10分钟后加入0.25kg的消泡剂，调整转速为300转/分钟继续搅拌30分钟，制得涂料成品。
54.实施例7本发明公开了一种具有除甲醛功能的单原子涂料，本发明所提供的技术方案：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液20％，消泡剂2％，分散剂5％，丙二醇10％，成膜助剂2％，增稠剂8％，ph调节剂0.2％，制备例4中的除甲醛单原子催化剂5％，做制备例8中的填料粉体30％，去离子水17.8％。
55.本申请具有除甲醛功能的单原子涂料的制备方法，包括以下步骤：s1步骤，按称量16.8kg的去离子水投入反应釜中，将搅拌转速设置为300转/分钟，搅拌状态下向反应釜中依次投入称量准确的4.0kg的分散剂、1.5kg的消泡剂、10kg的丙二醇，搅拌5分钟备用；s2步骤，将搅拌转速调整为500转/分钟，以500g/min的速度向反应釜中依次投入30kg的制备例7中的填料粉体、5.0kg制备例2中的除甲醛单原子催化剂，持续搅拌15分钟后备用；s3步骤，以500g/min的速度向反应釜中加入8kg的增稠剂，添加速度为320g/min，增稠剂添加过程中，将转速调整至1000转/分钟，持续搅拌30分钟后加入200g的二甲基乙醇胺调节ph值；s4步骤，在保持1000转/分钟下，向反应釜中依次投入称量准确的20kg的丙烯酸乳液、2.0kg的成膜助剂、0.25kg的消泡剂和1.0kg的水，在1000转/分钟转速下，持续搅拌10分钟后加入0.25kg的消泡剂，调整转速为300转/分钟继续搅拌30分钟，制得涂料成品。
56.实施例8实施例8与实施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例9中的除甲醛
单原子催化剂。
57.实施例9实施例9与实施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例10中的除甲醛单原子催化剂。
58.实施例10实施例10施例1的区别在于：除甲醛单原子催化剂替换为制备例11除甲醛单原子催化剂。对比例
59.对比例1对比例1与实施例1的区别在于：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液18％，消泡剂1％，分散剂2％，丙二醇5％，成膜助剂1％，增稠剂4％，ph调节剂0.2％，制备例6中的填料粉体42％，去离子水26.8％。
60.对比例2对比例2与实施例5的区别在于：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液20％，消泡剂1.3％，分散剂3％，丙二醇6.5％，成膜助剂1.3％，增稠剂5.5％，ph调节剂0.2％，填料粉体39％，去离子水23.2％。
61.对比例3对比例3与实施例6的区别在于：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液22％，消泡剂1.6％，分散剂4％，丙二醇8％，成膜助剂1.6％，增稠剂7％，ph调节剂0.2％，填料粉体37％，去离子水18.6％。
62.对比例4对比例4与实施例7的区别在于：单原子涂料是由以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液20％，消泡剂2％，分散剂5％，丙二醇10％，成膜助剂2％，增稠剂8％，ph调节剂0.2％，填料粉体35％，去离子水17.8％。性能检测试验
63.除醛性能测试：1.检测标准qb/t 2761
‑
2006室内空气净化产品净化效果测定方法。
64.2.检测设备试验舱(1.5m3)、空气采样器(2020)、紫外可见分光光度计(752n)。
65.3.试验步骤步骤1，将产品搅拌均匀后，按照产品的理论涂刷量，用均匀喷涂方法涂刷到四块500mm
×
500mm玻璃板(厚度4mm
‑
6mm)的一个表面，在实验环境中干燥24h后进行试验。
66.步骤2，将缠有5层纱布的2根玻璃棒分别直立放入2个500ml试剂瓶中，分别装入200ml的污染物(甲醛0.2％)，贴上标记a1、b1。待纱布完全湿润后，即可投入使用。
67.步骤3，将空白玻璃板和制备好的试验样板分别放入空白试验舱a和样品试验舱b中，每个舱内放置四块板于样品架上，样板涂刷样品的一面朝向舱中心放置。
68.步骤4，把释放源a1和b1分别放入空白试验舱a和样品试验舱b中，立即关闭舱门。
69.步骤5，开启a舱和b舱内的风扇，搅拌1min后关闭风扇，采样测定空白舱a的初始污
染物浓度。
70.步骤5，无需光源，在室内常温常压条件下，24h后，分别对a舱和b舱进行采集样品测试分析，浓度分别记为ca和cb.步骤6，每24h后，重复步骤4之后的操作，连续七天试验。
71.按照以下公式计算甲醛去除率：x＝(ca－cb)/ca
×
100％，式中：x——甲醛去除率，％；ca——空白舱24h后甲醛浓度。
72.cb——样品舱24h后甲醛浓度。
73.2、抗老化试验：涂料进行氙弧辐射老化试验，按照《gb/t 1865
‑
2009色漆和清漆人工气候老化和人工辐射》进行测试，测试设备为gb/t1865
‑
2009人工气候老化/氙弧辐射试验箱。涂料经过长达720小时灯光辐射后，检测涂层表面破坏变化程度。检测方法/试验方法表1是实施例1与对比例1的除甲醛性能测试表2是实施例5与对比例2的除甲醛性能测试表3是实施例6与对比例3的除甲醛性能测试
表4是实施例7与对比例4的除甲醛性能测试表4是实施例7与对比例4的除甲醛性能测试表5是实施例1
‑
4的除甲醛性能测试表6是实施例1和实施例8
‑
10的除甲醛性能测试表7实施例1
‑
6和对比例1
‑
4制得涂层经720h老化后的除甲醛性能测试和经过720h老化后涂层再用于除醛性能测试，24小时后残余甲醛的浓度
注：0级代表无变化，即无可观察的变化。
74.结合实施例1和对比例1并结合表1可以看出，实施例1中添加了除甲醛单原子催化剂除甲醛效果明显大于对比例的除甲醛效果。
75.结合实施例5和对比例2并结合表2可以看出，实施例5中添加了除甲醛单原子催化剂除甲醛效果明显大于对比例的除甲醛效。
76.结合实施例6和对比例2并结合表3可以看出，实施例6中添加了除甲醛单原子催化剂除甲醛效果明显大于对比例的除甲醛效。
77.结合实施例7和对比例2并结合表4可以看出，实施例7中添加了除甲醛单原子催化剂除甲醛效果明显大于对比例的除甲醛效。
78.结合实施例1
‑
4并结合表5可以看出，制备例1和2中制备的除甲醛单原子催化剂，运用于涂料中所取得的除甲醛效果较好，为了降低生成成本选择制备例2的除甲醛单原子催化剂较为划算。
79.结合实施例1和实施例8
‑
10并结合表6可以看出，制备例1和制备例9
‑
11中所制备的单原子催化剂具有较好的除甲醛效果。
80.结合实施例1
‑
10并结合表7可以看出，在涂料氙弧辐射老化试验中，长达720小时灯光辐射，涂层表面破坏变化程度等级为0，将其继续做除醛测试，依然可以在室内常温常压无光的条件下将甲醛浓度降到安全值范围，说明本发明涂料有良好的抗老化性能，能持续作用时间达10年以上。
81.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。