CN102101040A

CN102101040A - 一种多官能团甲醛吸附材料

Info

Publication number: CN102101040A
Application number: CN 201110031053
Authority: CN
Inventors: 王超; 蔺玉强; 竺玉发
Original assignee: YATAI ENVIRONMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd HEBEI
Current assignee: YATAI ENVIRONMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd HEBEI
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-06-22

Abstract

本发明公开了一种多官能团甲醛吸附材料，它是以分子量小于200的多官能团含氮化合物为活性组分，以小分子醇类物质为增效剂，以质量比为1∶1～10混合后，加载于多孔载体中的。本发明通过小分子多官能团含氮化合物与小分子多元醇类增效剂通过多官能团的亲核加成反应生成稳定的三维网状结构产物，再负载于多孔载体上，从而不仅大大增强了多孔载体的吸附效率，同时也将甲醛分子锁定在该三维网状结构之中，由此克服了多孔载体存在二次释放的缺陷。

Description

一种多官能团甲醛吸附材料

技术领域

本发明涉及空气净化材料，具体地说是一种尤其适用于消除甲醛的吸附材料。

背景技术

随着人们生活水平的提高，居室的装修越来越豪华。同时在装修中大量使用非环保的胶合板、人造板家具、脲醛树脂类胶粘剂、纺织类材料等，这些材料容易释放出甲醛而危害身体健康。特别是夏季房间相对密闭时，气温高，甲醛释放加快，室内空气不流通，聚集了大量甲醛。而胶合板内部的甲醛残留时间非常长，通常5年以上才能释放干净，而有的需要10年以上才能释放完全，因此需要长期的甲醛治理。目前，室内空气中甲醛清除的方法有多种，如光催化、常温等离子、臭氧、吸附、化学反应、催化等。这些方法各有优缺点，而其中最常见的是活性炭吸附材料。但活性炭只对非极性或弱极性的物质有比较强的吸附作用，而对强极性的甲醛吸附容量非常小，而且在吸附饱和及温度较高的情况下容易被二次释放。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附效果好，且可消除吸附材料二次释放甲醛的多官能团甲醛吸附材料。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明所提供的多官能团甲醛吸附材料，是以分子量小于200的多官能团含氮化合物为活性组分，以小分子醇类物质为增效剂，以两者的质量比为1∶1～10混合后，加载于多孔载体中的。

本发明通过小分子多官能团含氮化合物与小分子多元醇类增效剂通过多官能团的亲核加成反应生成稳定的三维网状结构产物，再负载于多孔载体上，从而不仅大大增强了多孔载体的吸附效率，同时也将甲醛分子锁定在该三维网状结构之中，由此克服了多孔载体存在二次释放的缺陷。

本发明所述的小分子多官能团含氮化合物为能与甲醛进行亲核加成反应的、分子量小于200的、含一个或多个伯胺、亚胺、酰胺、肼、酰肼等官能团的单一化合物或混合物，如三聚氰胺、硫酸肼、尿素、盐酸二乙烯三胺或其中两种或两种以上的混合物。

本发明所述的小分子多元醇类增效剂为分子量小于200的多元醇类，如乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷等，其能够改善含氮化合物与载体内表面的界面特性，同时打乱含氮化合物的晶体结构，形成更多的活性点和空隙，使甲醛能与底层的含氮化合物反应，由此提高吸附容量和反应速度。

本发明所述的多孔载体为硅藻土、沸石分子筛、活性氧化铝、活性炭中的一种或两种以上的混合物。

为了进一步增强本发明对甲醛的吸附效果以及更有效地避免多孔载体二次释放甲醛，本发明提供了以下更为优选的技术方案：

小分子多官能团含氮化合物与小分子醇类物质之混合物与多孔载体的质量比优选1～30∶30～100；更为优选的是1∶1～2。

小分子多官能团含氮化合物优选分子量小于200的含一个或多个伯胺、亚胺、酰胺、肼、酰肼官能团的化合物。更为优选的是三聚氰胺、硫酸肼、尿素、盐酸二乙烯三胺中的一种或两种以上任意配比的混合物。

小分子醇类物质优选乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷中的一种或两种以上任意配比的混合物。更为优选的是丙三醇。

多孔载体的粒径优选0.3mm～2mm；多孔载体优选比表面积大于500m²/g的材料；多孔载体优选孔径为0.7nm～20nm的材料。

本发明在制备时可采用以下方法：

将小分子多官能团含氮化合物与小分子多元醇类增效剂按配方量配成浸渍液，然后边搅拌边将浸渍液加入多孔载体中，加入量以刚好出现少量多余液体为佳。然后在50℃～90℃下烘干3h～8h。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但实施例不对本发明构成限制。

实施例1

小分子多官能团含氮化合物为盐酸二乙烯三胺，小分子多元醇为二乙二醇，多孔载体为球状13X分子筛。

将盐酸二乙烯三胺40g与二乙二醇80g混合，加400mL水溶解配成浸渍液。将浸渍液加入1000克直径0.5mm的球状13X分子筛，于85℃下烘干5h。

实施例2

小分子多官能团含氮化合物为三聚氰胺与硫酸肼的混合物，小分子多元醇为丙三醇，多孔载体为直径为2mm的球状活性氧化铝。

将三聚氰胺80g与硫酸肼50g混合，加入丙三醇70g搅拌均匀，再加400mL水溶解配成浸渍液；将浸渍液加入1000克直径2mm的球状活性氧化铝中，在55℃下烘干8h。

实施例3

小分子多官能团含氮化合物为尿素与盐酸二乙烯三胺的混合物，小分子多元醇为丙三醇，多孔载体为直径为1.5mm的柱状煤质活性炭。

将尿素30g与盐酸二乙烯三胺50g混合，加入丙三醇40g搅拌均匀，加1000mL水溶解配成浸渍液。将浸渍液加入1000克直径1.5mm的柱状煤质活性炭中，于75℃下烘干6h。

实施例4

(1)以甲醛为污染物进行动态吸附实验。实验条件：入口甲醛浓度1.6mg/m³，材料用量10mL，气体流量2L/min，分别把实施例1、实施例2、实施例3和超市购得竹炭、改良煤质活性炭等进行编组，依次编组为组1、组2、组3、组4和组5，实验数据如下(表1)：

表1

注：当出口甲醛浓度高于0.07mg/m³时即为失效。

由表1可以看出，本发明所提供的多官能团甲醛吸附材料对甲醛的消除效率，明显高于竹炭、以及改良煤质活性炭。其中尤以混合型小分子多官能团含氮化合物制备材料效果更好。

(2)以甲醛为污染物进行静态吸附实验。实验条件：甲醛浓度1.4mg/m³，材料用量10mL，试验箱体积200L，实验时间100分钟。

实验结果：实施例1甲醛浓度消除率均达到93％、实施例2、实施例3甲醛浓度消除率均达到96％，竹炭组为87％，改良煤质活性炭组为82％。

(3)吸收总量测试：

实验方法同动态吸附净化效率实验，当出口甲醛浓度高于0.07mg/m³时即为失效，实验前对吸附材料称重，并对测量时长进口浓度与出口浓度进行每隔一小时测量一次，当出口浓度达到0.05mg/m³以上时每隔半小时测量一次，当为5g时，实例1可达56小时，实例2可达65.5小时，实例3可达72小时，比竹炭产品高20倍以上，比改良煤质活性炭高50倍以上。

实施例4-8的制备方法与上述实施例相同，只是组分配比有所不同，但试验表明，均具有本发明所述效果。具体组分配比详见表2.

表2：

Claims

1.一种多官能团甲醛吸附材料，其特征在于它是以小分子多官能团含氮化合物为活性组分，以小分子醇类物质为增效剂，以两者质量比为1∶1～10混合后，加载于多孔载体中。

2.根据权利要求1所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子多官能团含氮化合物与小分子醇类物质之混合物与多孔载体的质量比为1～30∶30～100。

3.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子多官能团含氮化合物为分子量小于200的含一个或多个伯胺、亚胺、酰胺、肼、酰肼官能团的化合物。

4.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子多官能团含氮化合物为三聚氰胺、硫酸肼、尿素、盐酸二乙烯三胺中的一种或两种以上任意配比的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子醇类物质为乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷中的一种或两种以上任意配比的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子醇类物质为丙三醇。

7.根据根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的小分子多官能团含氮化合物与小分子醇类物质为增效剂的质量比为1∶1～2。

8.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的多孔载体粒径为0.3mm～2mm。

9.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的多孔载体其比表面积大于大于500m²/g。

10.根据权利要求1或2所述的多官能团甲醛吸附材料，其特征在于所说的多孔载体其孔径为0.7nm～20nm。