本发明涉及空气净化材料
技术领域：
，具体涉及一种具有空气净化功能的材料及其制备方法。
背景技术：
目前市场上具有空气净化功能的材料大多是采用粉末状活性炭作为主要的吸附净化材料，辅助以各种化学净化材料制成的复合型室内空气净化颗粒，虽然具有一定的空气净化效果，但还存在净化效率较低、持续净化时间短、材料吸附量容易饱和、不能多次反复利用的缺陷。针对上述问题，对现有技术进行了检索，在中国发明专利申请201210358131.8（公开日2013年1月9日）披露了一种硅藻土复合空气净化材料的制备方法，该净化材料采用硅藻土、托玛琳、助熔剂、造孔剂等材料混合煅烧而成，其中使用的硅藻土也未经过改性处理，因而制得的净化材料同样存在净化效率不够高、不能长期持久的高效的净化空气的缺陷。而在中国发明专利申请201110031086.0（公开日2011年6月22日）一种氧化型空气净化材料及其制备方法，该方法采用的是使用无机氧化剂侵泡硅藻土，然后烘干的方法，其中不仅使用的硅藻土未进行改性处理，具有吸附净化效率低，吸附容易饱和的缺点，而且使用无机氧化剂氧化有害物质的办法，还存在可能具有二次污染，氧化效率低，净化效果时间短，不能重复使用等诸多缺陷。基于此，有必要提供一种具有空气净化功能的材料及其制备方法，能够有效降低室内空气中的有害物质，提高室内空气质量，室内具有空气净化功能的材料不仅要具有吸附、分解、释放等强大的净化功能，同时还具有高效率、用量少、持续时间长久有效、吸附总量大、能反复使用等特点，另外，能够释放负离子，进一步提高空气净化效果，改善人们居住环境。技术实现要素：鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种具有空气净化功能的材料及其制备方法，该具有空气净化功能的材料具有净化效率高、持续净化时间长、吸附量大的优点，同时够释放负离子，进一步提高空气净化效果，改善人们居住环境。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：一种具有空气净化功能的材料，由以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土10-20份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂25-45份、负离子释放剂30-50份、硅藻土15-25份、粉末状活性炭7-15份、纳米tio26-14份、膨胀珍珠岩4-10份、可再分散性胶粉2-5份、聚乙二醇15-35份、纤维素醚3-7份。进一步的，由以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土15份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂35份、负离子释放剂40份、硅藻土20份、粉末状活性炭11份、纳米tio210份、膨胀珍珠岩7份、可再分散性胶粉3.5份、聚乙二醇25份、纤维素醚5.5份。进一步的，所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到4-6mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30-40min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到3.5-5.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应50-60min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400-500℃，在该温度下煅烧40-50min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。进一步的，所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在100-300w的微波功率作用下，100-200r/min的速度下搅拌1-2小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。进一步的，所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2合成体粉末的混合物。进一步的，所述硅藻土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨30-40h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间30-40h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。进一步的，所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.03-0.06mpa。进一步的，所述步骤（5）中挤出压力为3-5吨。进一步的，所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为550-650℃，煅烧时间为15-20h。本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：（1）本发明通过改性凹凸棒土，增加了凹凸棒土的比表面积、微小级别的微孔数量和最可几半径，也使凹凸棒土微孔的孔径增大,从而使凹凸棒土对空气的净化效率大大增加，制得的具有空气净化功能的材料也具有更高的净化效率、更长的继续净化效果和更大的吸附量，并通过与负离子释放剂的复配，可在短时间内就可迅速分解室内的甲醛、苯、氨等有害成分，并且释放大量的负离子，利于人体的身心健康，令环保材料具有较好的保健功能。（2）本发明的改性凹凸棒土甲醛吸附剂具有表面面积大，具有较强的吸附能力和离子交换能力，能有效吸附空气中甲醛，达到除甲醛的目的。（3）本发明的具有空气净化功能的材料的制备方法简单，易于实现，且成本低，适于工业化生产。具体实施方式以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。实施例1本实施例的具有空气净化功能的材料，由以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土10份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂25份、负离子释放剂30份、凹凸棒土15份、粉末状活性炭7份、纳米tio26份、膨胀珍珠岩4份、可再分散性胶粉2份、丁二醇1.5份、纤维素醚3份。所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到4mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到3.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应50min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400℃，在该温度下煅烧40min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在100w的微波功率作用下，100r/min的速度下搅拌1小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2的混合物。所述凹凸棒土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨30h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间30h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.03mpa。所述步骤（5）中挤出压力为3吨。所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为550℃，煅烧时间为15h。实施例2本实施例的具有空气净化功能的材料，包括以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土20份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂45份、负离子释放剂50份、凹凸棒土25份、粉末状活性炭15份、纳米tio214份、膨胀珍珠岩10份、可再分散性胶粉5份、丁二醇35份、纤维素醚7份。所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到6mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应40min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到5.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应60min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至500℃，在该温度下煅烧50min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在300w的微波功率作用下，200r/min的速度下搅拌2小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2的混合物。所述凹凸棒土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨40h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间40h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.06mpa。所述步骤（5）中挤出压力为5吨。所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为650℃，煅烧时间为20h。实施例3本实施例的具有空气净化功能的材料，包括以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土15份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂35份、负离子释放剂40份、凹凸棒土20份、粉末状活性炭11份、纳米tio210份、膨胀珍珠岩7份、可再分散性胶粉3.5份、丁二醇25份、纤维素醚5.5份。所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到5mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应35min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到4.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应55min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至450℃，在该温度下煅烧45min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在200w的微波功率作用下，150r/min的速度下搅拌1.5小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2的混合物。所述凹凸棒土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨35h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间35h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.45mpa。所述步骤（5）中挤出压力为4吨。所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为600℃，煅烧时间为17h。实施例4本实施例的具有空气净化功能的材料，包括以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土12份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂30份、负离子释放剂35份、凹凸棒土22份、粉末状活性炭12份、纳米tio28份、膨胀珍珠岩8份、可再分散性胶粉4份、丁二醇20份、纤维素醚6份。所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到4.5mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应40min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到4.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应58min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至480℃，在该温度下煅烧42min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在150w的微波功率作用下，130r/min的速度下搅拌1.3小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2的混合物。所述凹凸棒土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨32h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间33h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.04mpa。所述步骤（5）中挤出压力为3.5吨。所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为580℃，煅烧时间为16h。实施例5本实施例的具有空气净化功能的材料，包括以下重量份数的原料组成：改性凹凸棒土18份、改性凹凸棒土甲醛吸附剂40份、负离子释放剂45份、凹凸棒土18份、粉末状活性炭9份、纳米tio28份、膨胀珍珠岩8份、可再分散性胶粉3份、丁二醇30份、纤维素醚6份。所述改性凹凸棒土的制备方法为：（1）称取凹凸棒土，将其加入到4mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；（2）将所述第一处理物加入到5.5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应60min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；（3）将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400℃，在该温度下煅烧45min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后凹凸棒土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述改性凹凸棒土。所述凹凸棒土甲醛吸附剂的制备方法为：将硅藻土浸入到浓度为20-40%的磷酸溶液中，放置到微波发生器中，在250w的微波功率作用下，180r/min的速度下搅拌1.8小时后，立即过滤、水洗、烘干，即得凹凸棒土甲醛吸附剂。所述负离子释放剂包括重量比为1：1：1的铁镁电气石粉、方硼石粉和al2o3-b2o3-sio2的混合物。所述凹凸棒土的细度为200-300目。本发明还提供了上述具有空气净化功能的材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性凹凸棒土、改性凹凸棒土甲醛吸附剂、负离子释放剂、硅藻土、粉末状活性炭、纳米tio2、膨胀珍珠岩按比例混合形成混合物；（2）将步骤（1）中的混合物置于球磨机内球磨38h制备浆料；球磨时球磨机内加入聚乙二醇；（3）将球磨后的泥浆加入可再分散性胶粉和纤维素醚，充分搅拌后用泵送入榨泥机中压滤榨干；（4）将榨泥后的泥饼真空练泥粗练2遍，再细练3-5遍；（5）将练好的泥段投入配制好模具的挤压机筒内，按所需尺寸挤出生坯；（6）将生坯用红外线干燥或自然阴干即得干坯，干燥时间38h；（7）将干坯置入已抽真空的微波活化炉中真空煅烧，即得具有空气净化功能的材料。所述步骤（4）中真空练泥的真空度为0.05mpa。所述步骤（5）中挤出压力为4.5吨。所述步骤（7）中煅烧的条件：煅烧温度为630℃，煅烧时间为19h。对比例1除将改性凹凸棒土换成普通凹凸棒土外，其原料含量及步骤与实施例3一致。对比例2除负离子释放剂外，其原料含量及步骤与实施例3一致。对比例3除无改性凹凸棒土甲醛吸附剂外，其原料含量及步骤与实施例3一致。实验例1将本发明实施例1-5及对比例1-3产品的净化性能检测数据如表1所示。表1实施例1-5及对比例1-3产品的净化性能检测数据样品甲醛净化率%氨净化率%苯净化率%tvoc净化率%实施例185.582.483.185.6实施例287.682.583.586.3实施例390.694.397.298.1实施例489.389.892.394.1实施例589.688.490.293.5对比例161.259.552.249.2对比例265.863.168.265.4对比例374.873.168.267.5实验例2将本发明实施例1-5及对比例1-3产品的负离子浓度进行了测定。工作舱体积：0.1m3，温度(19-22)℃，湿度(45-60)％rh。将检测样品100mg均匀放在仓内，稳定后进行检测，检测风速为0.3m/s。结果如表2所示。表2测试项目空气负离子诱生量，个/s，cm2实施例12950实施例23100实施例33000实施例43250实施例53200对比例12200对比例21100对比例32456从表1-2中可以看出，本发明在各原料的相互作用下以及制备工艺的共同作用下制得的具有空气净化功能的材料，不仅对甲醛、氨、苯、tvoc具有极好的净化作用，还能产生负离子，产生意想不到的效果，且具有显著性的进步。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12