一种降低室内VOCs的仿真植物材料的制作方法

一种降低室内vocs的仿真植物材料
技术领域
1.该发明涉及vocs吸收技术领域，尤其是一种降低室内vocs的仿真植物材料。


背景技术：

2.vocs是造成室内空气综合症的主要原因，其浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在vocs污染的室内，可引起慢性中毒，损害神经系统，造成全身无力、皮肤瘙痒等。
3.通常采用以下方法降低vocs污染。植物净化。植物能吸收降解室内的有害气体，通常外来植物对大多数vocs物质的净化效果比本土植物更显著。物理吸附。常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等，最常用的是颗粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及改性颗粒活性炭。化学控制。这种方法见效快，但只能暂时消除有害物，而且反应以后的生成物可能会引起二次污染。
4.cn111111428a公开了富勒烯及其衍生物负载的半导体复合材料在光催化降解室内vocs中的应用，其中：富勒烯包括空心富勒烯和金属富勒烯中的至少一种；富勒烯衍生物包括富勒烯氨基化衍生物、富勒烯羧基化衍生物、富勒烯羟基化衍生物中的至少一种；复合材料中半导体本体包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化锰中的至少一种。该复合材料在光催化去除室内vocs的过程中太阳能的利用效率高，同时，在反应过程中不会产生有害的产物o3，可以处理数量大、浓度高的室内vocs污染，且复合材料结构稳定、能反复使用，降解室内vocs污染物性能优异，成本低。
5.然而现有专利技术中，一般的仿真植物由玻璃钢树脂、水泥等作为主干，树叶采用防水油光布，铁丝，圆管铁，pe等材质，但是作为化学物质，不能降低室内的vocs污染，相反，由于室内温度的升高，一些小分子化合物还会分解，增加了室内的vocs污染程度。


技术实现要素：

6.针对目前仿真植物一般不可降解vocs甚至可能因室内温度的升高，一些小分子化合物还会分解，增加了室内的vocs污染程度的问题，该发明公开了一种降低室内vocs的仿真植物材料，属于vocs吸收技术领域。
7.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
8.步骤1：按质量份数，在室温(25℃)下采用高速搅拌机将0.5-2.8份的硝酸镍，2.5-6.5份的硝酸铁，100-200份的介孔分子筛，500-600份去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
9.步骤2：按质量份数，将30-50份的聚丙烯，70-90份负载镍，铁的介孔分子筛，0.5-4.9份的腰果酚，2-5份的表面活性剂，2-5份相容剂、1-2份的偶联剂、0.1-0.4份的抗氧剂、0.1-2份的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印
刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
10.进一步的，所述步骤1中高速搅拌机转速为4000-6000r/min；
11.进一步的，所述步骤1中介孔分子筛包括mcm-41、sba-3、sba-15、sba-16、kit-6的一种或者多种；
12.进一步的，所述步骤1中升温至60-70℃，搅拌时间为2-5h；
13.进一步的，所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的10-20％；
14.进一步的，所述步骤1中h2/he气体流量为80-120ml/min；
15.进一步的，所述步骤1中焙烧升温速率为20-30℃/min，焙烧温度为500-700℃，焙烧时间为2-4h；
16.进一步的，所述步骤2中表面活性剂为硬脂酸盐、油酸盐或月桂酸盐；
17.进一步的，所述步骤2中表面活性剂为硬脂酸钠、油酸钠或月桂酸钠中的一种；
18.所述的抗氧剂为b215、b225和b900中的一种或多种。
19.所述偶联剂为铝酸酯或钛酸酯。
20.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
21.进一步的，所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
22.反应机理：将负载镍，铁的分子筛作为填料，用于聚丙烯/分子筛的复合材料，负载镍，铁的分子筛。镍分子具有分解vocs的效果，通过210℃的熔融挤出工艺，低沸点的有机物从仿真植物材料中逸出，形成更多的微孔，微孔结构提供了分解和吸附室内vocs的反应界面。
23.1,1`-二(二甲基硅基)铁带来的金属络合物，分布在微孔表面，带来的分子间力使微孔不易破碎闭合，提高了孔隙率。
24.技术效果为：
25.1.聚丙烯/分子筛的复合材料，能保护内部起作用的微孔，防止其被堵塞；
26.2.聚丙烯/分子筛的复合材料表层可以吸附有机物，且因为孔径大，对空气进出内层微孔影响很小，从而使相同体积的分子筛材料吸附vocs性能稳定性得到提高；
27.3.聚丙烯/分子筛的复合材料在35℃下净化浓度为2mg/m3甲苯的净化率≥90％，对voc净化效果显著，并且具备一定的硬度，具有广泛的应用前景。
附图说明
28.图1为实施例1制备的仿真植物成品。
29.图2为实施例1制备的板材的印刷工艺。
具体实施方式
30.下面结合优选具体实施方式对本发明进行详细叙述，但本发明内容实施和保护内容不限于此：
31.实施例1
32.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
33.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将0.5kg的硝酸镍，2.5kg的硝酸铁，100kg的介孔分子筛，500kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/
he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
34.步骤2：将30kg的聚丙烯，70kg负载镍，铁的介孔分子筛，0.5kg的腰果酚，2kg的表面活性剂，2kg相容剂、1kg的偶联剂、0.1kg的抗氧剂、0.1kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
35.所述步骤1中高速搅拌机转速为4000r/min；
36.所述步骤1中介孔分子筛为mcm-41；
37.所述步骤1中升温至60℃，搅拌时间为5h；
38.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的10％；
39.所述步骤1中h2/he气体流量为80ml/min；
40.所述步骤1中焙烧升温速率为20℃/min，焙烧温度为500℃；
41.所述步骤1中焙烧时间为2h；
42.所述表面活性剂为硬脂酸钠；
43.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
44.所述的抗氧剂为b215。
45.所述偶联剂为铝酸酯。
46.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
47.实施例2
48.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
49.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将1.2kg的硝酸镍，3.5kg的硝酸铁，120kg的介孔分子筛，500kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
50.步骤2：按将35kg的聚丙烯，76kg负载镍，铁的介孔分子筛，2kg的腰果酚，3kg的表面活性剂，3kg相容剂、1.2kg的偶联剂、0.3kg的抗氧剂、0.5kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
51.所述步骤1中高速搅拌机转速为4000r/min；
52.所述步骤1中介孔分子筛为sba-3；
53.所述步骤1中升温至60℃，搅拌时间为4h；
54.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的12％；
55.所述步骤1中h2/he气体流量为90ml/min；
56.所述步骤1中焙烧升温速率为20℃/min，焙烧温度为600℃；
57.所述步骤1中焙烧时间为3h；
58.所述表面活性剂为硬脂酸钠；
59.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
60.所述的抗氧剂为b225。
61.所述偶联剂为铝酸酯。
62.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
63.实施例3
64.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
65.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将1.6kg的硝酸镍，4.5kg的硝酸铁，150kg的介孔分子筛，500kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
66.步骤2：将40kg的聚丙烯，80kg负载镍，铁的介孔分子筛，4kg的腰果酚，4kg的表面活性剂，4kg相容剂、1.5kg的偶联剂、0.3kg的抗氧剂、1kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
67.所述步骤1中高速搅拌机转速为5000r/min；
68.所述步骤1中介孔分子筛为sba-15；
69.所述步骤1中升温至65℃，搅拌时间为3h；
70.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的15％；
71.所述步骤1中h2/he气体流量为100ml/min；
72.所述步骤1中焙烧升温速率为20℃/min，焙烧温度为700℃；
73.所述步骤1中焙烧时间为4h；
74.所述表面活性剂为油酸钠；
75.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
76.所述的抗氧剂为b225。
77.所述偶联剂为钛酸酯。
78.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
79.实施例4
80.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
81.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将2.0kg的硝酸镍，5.5kg的硝酸铁，160kg的介孔分子筛，600kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
82.步骤2：将42kg的聚丙烯，85kg负载镍，铁的介孔分子筛，4.3kg的腰果酚，4kg的表面活性剂，5kg相容剂、1.8kg的偶联剂、0.3kg的抗氧剂、1.2kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
83.所述步骤1中高速搅拌机转速为5000r/min；
84.所述步骤1中介孔分子筛为sba-16；
85.所述步骤1中升温至65℃，搅拌时间为4h；
86.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的16％；
87.所述步骤1中h2/he气体流量为100ml/min；
88.所述步骤1中焙烧升温速率为30℃/min，焙烧温度为600℃；
89.所述步骤1中焙烧时间为3h；
90.所述表面活性剂为油酸钠；
91.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
92.所述的抗氧剂为b900。
93.所述偶联剂为钛酸酯。
94.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
95.实施例5
96.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
97.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将2.4kg的硝酸镍，6.0kg的硝酸铁，180kg的介孔分子筛，600kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
98.步骤2：按质量kg数，将46kg的聚丙烯，88kg负载镍，铁的介孔分子筛，4.5kg的腰果酚，4.5kg的表面活性剂，4.2kg相容剂、1.9kg的偶联剂、1.3kg的抗氧剂、1.8kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
99.所述步骤1中高速搅拌机转速为6000r/min；
100.所述步骤1中介孔分子筛为kit-6；
101.所述步骤1中升温至70℃，搅拌时间为3h；
102.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的18％；
103.所述步骤1中h2/he气体流量为110ml/min；
104.所述步骤1中焙烧升温速率为20℃/min，焙烧温度为600℃；
105.所述步骤1中焙烧时间为3h；
106.所述表面活性剂为硬脂酸钠；
107.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
108.所述的抗氧剂为b900。
109.所述偶联剂为钛酸酯。
110.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
111.实施例6
112.一种降低室内vocs的仿真植物材料，其特征在于包括以下步骤：
113.步骤1：在室温(25℃)下采用高速搅拌机将2.8kg的硝酸镍，6.5kg的硝酸铁，200kg的介孔分子筛，600kg去离子水，升温搅拌，随后过滤水洗，真空干燥后，置于管式炉，于h2/he气氛焙烧，焙烧结束后，自然降温后即得到负载镍，铁的分子筛；
114.步骤2：将50kg的聚丙烯，90kg负载镍，铁的介孔分子筛，4.9kg的腰果酚，5kg的表面活性剂，5kg相容剂、2kg的偶联剂、0.4kg的抗氧剂、02kg的1,1`-二(二甲基硅基)铁，充分混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出成板材，再经印刷，裁剪，即可得到所述的降低室内vocs的仿真植物材料。
115.所述步骤1中高速搅拌机转速为6000r/min；
116.所述步骤1中介孔分子筛为mcm-41；
117.所述步骤1中升温至70℃，搅拌时间为5h；
118.所述步骤1中h2体积比占h2/he气氛的20％；
119.所述步骤1中h2/he气体流量为120ml/min；
120.所述步骤1中焙烧升温速率为30℃/min，焙烧温度为700℃；
121.所述步骤1中焙烧时间为4h；
122.所述表面活性剂为月桂酸钠；
123.所述步骤2中双螺杆熔融挤出的温度为210-230℃。
124.所述的抗氧剂为b900。
125.所述偶联剂为钛酸酯。
126.所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
127.对比例1
128.与实施例1相比，区别仅在于：所述1,1`-二(二甲基硅基)铁质量为0.001kg。
129.对比例2
130.与实施例1相比，区别仅在于：不加入表面活性剂。
131.对比例3
132.与实施例1相比，区别仅在于：所述负载镍，铁的介孔分子筛质量为5kg。
133.测试方法：
134.(1)使用高性能比表面分析仪(品牌为精微高博，型号为jw-bk200)对实施例及对比例仿真植物材料的孔体积和孔径进行检测。
135.(2)使用气相色谱仪(购自山东金普分析仪器有限公司，型号为gc2010)测试实施例及对比例制备的仿真植物材料，在35℃下，对浓度为2mg/m3的甲苯(voc最具代表性的是甲苯)进行净化的效率，从而考察其净化率。
136.表1实施例及对比例材料性能表
137.