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(diǎn)，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(gè)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(gè)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(bào)，2007， 31(1) :73?74 ;室內(nèi)甲醛污染調(diào)查，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jià)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(shí)際使用中，存在以下缺點(diǎn)：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(bào)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(bào)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(bào)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(shí)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(diǎn)，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(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；
[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(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例和附圖進(jìn)一步介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 結(jié)合圖1，本實(shí)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(shí)；
[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(shí)驗(yàn)，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(shí)施例2
[0035] 本實(shí)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(shí)；
[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(shí)施例1。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 本實(shí)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(shí)；
[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(shí)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(hào)】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)