本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒及其制备方法。
背景技术：
新装修家居的建筑材料，室内摆放的家具、油漆的底板以及新买的车都会产生甲醛、苯、二甲苯、氡等有毒气体，危害人体健康，且这些有毒气体会长时间地停留在人们居住环境中，甲醛是胶黏剂的重要组成部分，所以凡是涉及到胶黏剂的，包括人造板、涂料(主要是墙面基层)、地毯、家具都会含有甲醛。甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性气体。
甲醛对健康危害主要有以下几个方面：(1)刺激作用：甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛是原浆毒物质，能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。(2)致敏作用：皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死，吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。(3)致突变作用：高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下，可引起鼻咽肿瘤。(4)突出表现：头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、胸闷、眼痛、嗓子痛、胃纳差、心悸、失眠、体重减轻、记忆力减退以及植物神经紊乱等；孕妇长期吸入可能导致胎儿畸形，甚至死亡，男子长期吸入可导致男子精子畸形、死亡等。
现有的除甲醛的方法及产品主要为：通风、绿植、空气净化剂、活性炭、炭合成类颗粒。上述方法及产品存在治理不彻底、效率低、容易产生二次污染的问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种在吸附甲醛同时还能有效分解甲醛的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁的混合物，8-12重量份；
电气石，8-12重量份；
海泡石，5-15重量份；
硅藻土，2-5重量份；
膨润土，2-8重量份；
凹凸棒土，2-8重量份；
负离子粉，1-5重量份；
空气触媒，2.5-4重量份。
进一步优选所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒的原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁的混合物，10重量份；
电气石，10重量份；
海泡石，10重量份；
硅藻土，3.5重量份；
膨润土，5重量份；
凹凸棒土，5重量份；
负离子粉，3重量份；
空气触媒，3.2重量份。
所述纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁的物质的量之比为1:2-2:1。
所述纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁的物质的量之比为1:1。
所述空气触媒采用如下方法制备得到：取纳米二氧化钛，在惰性气体条件下进行超微粉碎，之后加入异丙醇和多聚磷酸钠，充分反应后，依次经分离、洗涤、干燥，得到所述空气触媒。
所述惰性气体为氮气。
所述异丙醇与所述纳米二氧化钛的质量之比为2:1-5:1，所述多聚磷酸钠与所述纳米二氧化钛的质量之比为1:1-2:1。
所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁，烘干后备用；
(2)加入电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和负离子粉，加水进行充分搅拌后，静置、分离、烘干，得到固相物质；
(3)向固相物质中加入空气触媒，充分混合均匀，在惰性气体中进行热处理，冷却后，粉碎过筛，即得所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒。
步骤(1)中，进行所述烘干的温度为40-60℃，进行所述烘干的时间为4-6h。
步骤(2)中，进行所述烘干的温度为40-60℃；
步骤(3)中，进行所述热处理的温度为200-500℃，进行所述热处理的时间为2-5h。
本发明的有益效果为：
本发明所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，在以电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、负离子粉为原料的基础上还添加纳米级氢氧化镁、微米级氢氧化镁以及空气触媒；其中的电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、负离子粉对甲醛等有害气体具有很好的吸附性，空气触媒在纳米级氢氧化镁、微米级氢氧化镁的协同作用下，能更好地催化甲醛等有害气体与空气中的氧发生反应，生成水和二氧化碳，对环境不造成二次污染，而且催化反应后空气触媒本身不直接参与反应，不会造成空气触媒的损失和减少，从而使得最终制得的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，不仅对甲醛具有较强的吸附能力，同时还对甲醛具有持续分解的能力，使用周期长，甲醛去除率高，长期有效的分解甲醛，吸附空气中的有害物质，无需晾晒，不会产生二次污染。本发明制备方法操作简单，原料成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
下面实施例中以1重量份代表1g。
实施例1
本实施例提供一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁按照物质的量之比为1:2组成的混合物，8重量份；
电气石，12重量份；
海泡石，5重量份；
硅藻土，5重量份；
膨润土，2重量份；
凹凸棒土，8重量份；
负离子粉，1重量份；
空气触媒，4重量份。
所述空气触媒采用如下方法制备得到：取纳米二氧化钛，在氮气条件下进行超微粉碎至粒径为10nm，之后加入异丙醇和多聚磷酸钠，所述异丙醇与所述纳米二氧化钛的质量之比为2:1，所述多聚磷酸钠与所述纳米二氧化钛的质量之比为1:1，充分反应后，依次经分离、水洗涤、50℃干燥，得到所述空气触媒。
所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒采用如下方法制备，步骤包括：
(1)取纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁，40℃烘干6h，备用；
(2)加入电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和负离子粉，加水进行充分搅拌后，静置、分离后，40℃烘干，得到固相物质；
(3)向固相物质中加入空气触媒，充分混合均匀，在氮气氛围下、200℃进行热处理5h，冷却后，粉碎过筛，即得所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒。
实施例2
本实施例提供一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁按照物质的量之比为2:1组成的混合物，12重量份；
电气石，8重量份；
海泡石，15重量份；
硅藻土，2重量份；
膨润土，8重量份；
凹凸棒土，2重量份；
负离子粉，5重量份；
空气触媒，2.5重量份。
所述空气触媒采用如下方法制备得到：取纳米二氧化钛，在氮气条件下进行超微粉碎至粒径为40nm，之后加入异丙醇和多聚磷酸钠，所述异丙醇与所述纳米二氧化钛的质量之比为5:1，所述多聚磷酸钠与所述纳米二氧化钛的质量之比为2:1，充分反应后，依次经分离、水洗涤、40℃干燥，得到所述空气触媒。
所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒采用如下方法制备，步骤包括：
(1)取纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁，60℃烘干4h，备用；
(2)加入电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和负离子粉，加水进行充分搅拌后，静置、分离后，60℃烘干，得到固相物质；
(3)向固相物质中加入空气触媒，充分混合均匀，在氮气氛围下、500℃进行热处理2h，冷却后，粉碎过筛，即得所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒。
实施例3
本实施例提供一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁按照物质的量之比为1:1组成的混合物，10重量份；
电气石，10重量份；
海泡石，10重量份；
硅藻土，3.5重量份；
膨润土，5重量份；
凹凸棒土，5重量份；
负离子粉，3重量份；
空气触媒，3.2重量份。
所述空气触媒采用如下方法制备得到：取纳米二氧化钛，在氮气条件下进行超微粉碎至粒径为25nm，之后加入异丙醇和多聚磷酸钠，所述异丙醇与所述纳米二氧化钛的质量之比为3.5:1，所述多聚磷酸钠与所述纳米二氧化钛的质量之比为1.5:1，充分反应后，依次经分离、水洗涤、60℃干燥，得到所述空气触媒。
所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒采用如下方法制备，步骤包括：
(1)取纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁，50℃烘干5h，备用；
(2)加入电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和负离子粉，加水进行充分搅拌后，静置、分离后，50℃烘干，得到固相物质；
(3)向固相物质中加入空气触媒，充分混合均匀，在氮气氛围下、350℃进行热处理3.5h，冷却后，粉碎过筛，即得所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒。
实施例4
本实施例提供一种复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒，原料组分包括：
纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁按照物质的量之比为1:1组成的混合物，9重量份；
电气石，11重量份；
海泡石，8重量份；
硅藻土，4重量份；
膨润土，5重量份；
凹凸棒土，6重量份；
负离子粉，2重量份；
空气触媒，3重量份。
所述空气触媒采用如下方法制备得到：取纳米二氧化钛，在氮气条件下进行超微粉碎至粒径为25nm，之后加入异丙醇和多聚磷酸钠，所述异丙醇与所述纳米二氧化钛的质量之比为3.5:1，所述多聚磷酸钠与所述纳米二氧化钛的质量之比为1.5:1，充分反应后，依次经分离、水洗涤、50℃干燥，得到所述空气触媒。
所述的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒采用如下方法制备，步骤包括：
(1)取纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁，50℃烘干5h，备用；
(2)加入电气石、海泡石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和负离子粉，加水进行充分搅拌后，静置、分离后，50℃烘干，得到固相物质；
(3)向固相物质中加入空气触媒，充分混合均匀，在氮气氛围下、350℃进行热处理3.5h，冷却后，粉碎过筛，即得所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒。
对比例1
本对比例与实施例3的区别仅在于：原料组分中不添加空气触媒。
对比例2
本对比例与实施例3的区别仅在于：原料组分中不添加纳米级氢氧化镁和微米级氢氧化镁。
实验例
某个宾馆新装修的房间6间，使用面积均为20m2。在房间内分别放置本实施例1-4和对比例1-2所得的净化颗粒，每个房间选12处放置净化颗粒包，每包100g。经过一周的使用后，在相同的条件下复检房间的甲醛浓度如下表1所示。去除率＝(甲醛初始浓度-净化后甲醛浓度)/甲醛初始浓度×100％。
表1-甲醛去除率检测结果
从表1可以看出，本发明实施例1-4方法制得的复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒对甲醛的去除率较好，尤其是实施例3所述净化颗粒的甲醛去除率最佳，高达93.3％，这是由于组分中添加的空气触媒在纳米级氢氧化镁、微米级氢氧化镁的协同作用下，能更好地催化甲醛等有害气体与空气中的氧发生反应，使得本发明净化颗粒在对甲醛进行吸附的同时还具有持续分解的能力。
为了验证本发明所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒对甲醛的净化效果，分别以实施例3所述净化颗粒与市面上现有的纳米矿晶(杭州佳都环保科技有限公司提供)作为待测样品，分别放入恒定容积的0.3m3的小空气仓内，同时还向空气仓内定量注射加入甲醛，之后每天检测空气仓中的甲醛含量，以评价待测样品的吸附甲醛性能。具体如表2所示。
表2-不同样品对甲醛的吸附性能
从表2中可以看出：市售纳米矿晶在第12天就达到饱和，且开始反向释放甲醛，而本发明实施例3所得复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒在第43天后，还对甲醛保持近70％的去除率，从而说明本发明所述复合空气触媒球型纳米矿晶净化颗粒的使用周期大大延长，甲醛去除率高，并解决了现在的纳米矿晶饱和后反向释放甲醛的问题。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。