一种室内空气净化材料及其制备方法

摘要

一种室内空气净化材料及其制备方法。所说的室内空气净化材料是由硅藻土精土、球粘土、负离子释放剂、光分解剂组成，本发明通过微波酸改性硅藻土，增加了硅藻土的比表面积、微小级别的微孔数量和最可几半径，使硅藻土对空气的净化效率和吸附量大大增加，并通过气动立体混合技术，在循环式气动混合机高速气流作用下使光分解剂驻留在硅藻土的多孔结构中，使产品具有高效的吸附和分解性能，能持续高效的净化室内的空气，提高空气质量。

权利要求

1.一种室内空气净化材料，其特征在于其原料重量份组成如下：

硅藻土精土 75-85份，

沸石粉 5-15份，

球黏土 10-20份，

负离子释放剂 2-5份，

光分解剂 1-3份，

酸溶液 100-200份，

其中，所述硅藻土精土为通过物理水洗、精细化处理过的硅藻土，最大限度的保留了硅藻土的最初形态，硅藻纳米微孔开合度良好，结构完好无破坏，硅藻含量大于90%，细度为100-200目；所述沸石粉细度为200-300目；所述球黏土为去除了有机质的煅烧球黏土，细度为300-500目；所述负离子释放剂为经过稀土元素改进处理的电气石粉末，细度为

5000-6000目；所述光分解剂为使用贵金属进行配位螯合处理过的纳米TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、SrTiO3、SiO2中的一种或多种；所述的酸溶液为浓度为的20%-60%硫酸溶液、20%-40%的盐酸溶液、20%-60%的磷酸溶液中的一种或多种；所述一种室内空气净化材料是通过以下备步骤制备得到：

1) 将75-85重量份的硅藻土浸入到100-200重量份的酸溶液中后，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1-1.5小时后，立即过滤、水洗、烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土与1-3重量份的光分解剂加入到循环式立体气动混合机中充分分散混合0.5-1小时混合物A；

3）将步骤2)得到混合物A与5-15重量份的沸石粉、10-20重量份的球黏土、2-5重量份的负离子释放剂加入到高速混合机中，在800-1000r/min的速度下混合5-10分钟得到混合物B；

4）将步骤3）得到的混合物B在制丸机中制成直径为2-3mm的颗粒，再将制得的颗粒放入焙烧炉中在200-300℃的温度下焙烧1-2小时出料，得到产品。

2.根据权利要求1所述一种室内空气净化材料，其特征在于所述的循环式立体气动混合机由中心升管、混合斗、混合锥槽、节流段、混合头、风机、折流锥、计量间隙组成，通过高压气流促使微细功能性粉体驻留在硅藻土孔洞内。

说明书

一种室内空气净化材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及空气净化材料领域，具体涉及一种室内空气净化材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们越来越注重居室和办公场所环境条件改善，大量使用美化、装饰材料，导致大量的化学品在室内使用，许多有毒有害的物质正在悄悄地威胁着人体的健康，因此，人们迫切的希望有一个安全健康的生活空间，从而室内空气污染净化技术成为研究热点，室内空气净化材料也应运而生，并越来越受到人们的关注和重视。

[0003] 目前市场上室内空气净化材料大多是采用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；后来人们利用比活性炭性能更加优异的非金属矿物材料如硅藻土、沸石等作为室内空气净化材料中的主材，提高了净化材料的吸附净化能力，有利于该产品更加广泛的应用。

[0004] 硅藻土是一种由古生物硅藻的含硅尸骸沉积而成的天然矿物原料，是大自然给予2
人类的宝贵财富，理论中纯的硅藻土的比表面积是能达到50m/g，是活性炭的6000倍以上，实际中硅藻土中常含有有机物和粘土等杂质，造成其比表面积并没有达到理论值，但硅藻土在经过改性技术手段进行改性处理后就能大大增加其实际的比表面积。

[0005] 中国专利公开号CN103212368A公开了一种光触媒多功能硅藻醇净化颗粒及制备方法，该专利是利用硅藻土、凹凸棒土、沸石、海抱石等非金属矿物与光触媒、负离子粉混合制成的一种多功能空气净化颗粒，与用活性炭制成的空气净化材料相比具有净化效率更高、持续净化时间更长、材料的吸附总量更大、不易饱和、能多次反复利用的优点，但其中所用的硅藻土等矿物材料未进行改性处理，所制得的硅藻醇净化颗粒仍然存在净化效率不足，材料的吸附量不够大的缺陷。

[0006] 中国专利公开号CN102863248A公开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。

[0007] 中国专利公开号CN102101008A公开了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。

[0008] 室内空气净化材料是一种能有效净化室内空气的复合材料。要能够有效降低室内空气中的有害物质，提高室内空气质量，室内空气净化材料不仅要具有吸附、分解、释放等强大的净化功能，还需要具有高效率、用量少、持续时间长久有效、吸附总量大、能反复使用等特点，因而，对用于制备空气净化材料的原材料的选择和改性处理是制备出具有最佳性能的空气净化材料的必要手段。

发明内容

[0009] 本发明针对目前空气净化材料净化效率较低、持续净化时间短、材料吸附量容易饱和等缺陷和不足提出一种新型高效室内空气净化材料及其制备方法，本产品具有不仅具有一般空气净化材料的吸附、分解、释放的基础功能，还具有净化效率高、持续净化时间长、吸附量大的特点。

[0010] 本发明进一步的目的是提供一种新型高效室内空气净化材料的制备方法，该方法首先将硅藻土精土用微波酸处理，增加了硅藻土的比表面积、微小级别的微孔数量和最可几半径，也使硅藻土微孔的孔径增大 ,从而使硅藻土对空气的净化效率大大增加，并具有更大的吸附量，能持续的对空气进行吸附净化；然后再采用气动立体混合技术，将光分解剂均匀的分散并驻留在硅藻土微孔中，利用硅藻土对有害气体的富集作用，使光分解剂的分解效率大大增强；最后再与负离子释放剂、沸石粉、球黏土混合制成颗粒状，经干燥煅烧形成本产品。

[0011] 本发明一种新型高效室内空气净化材料及其制备方法，其特征在于其原料组成（重量份）如下：

[0012] 硅藻土精土 75-85份，

[0013] 沸石粉 5-15份，

[0014] 球黏土 10-20份，

[0015] 负离子释放剂 2-5份，

[0016] 光分解剂 1-3份，

[0017] 酸溶液 100-200份，

[0018] 其中，所述硅藻土精土为通过物理水洗、精细化处理过的硅藻土，最大限度的保留了硅藻土的最初形态，硅藻纳米微孔开合度良好，结构完好无破坏，硅藻含量大于90%，细度为100-200目；所述沸石粉细度为200-300目；所述球黏土为去除了有机质的煅烧球黏土，细度为300-500目；所述负离子释放剂为经过稀土元素改进处理的电气石粉末，细度为3000-5000目；所述光分解剂为使用贵金属进行配位螯合处理过的纳米TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、SrTiO3、SiO2中的一种或多种，优选纳米TiO2；所述的酸溶液为浓度为20%-60%硫酸溶液、20%-40%的盐酸溶液、20%-60%的磷酸溶液中的一种或多种，优选浓度为40%的硫酸溶液。

[0019] 本发明一种新型高效室内空气净化材料的具体制备步骤如下：

[0020] 1) 将75-85重量份的硅藻土加入到100-200重量份的酸溶液中后，放置到微波发生器中，在100-300W的微波功率作用下，100-200r/min的速度下搅拌侵出1-1.5小时后，立即进行过滤，用蒸馏水漂洗、然后烘干备用；

[0021] 2）将步骤1)得到的改性硅藻土与1-3重量份的光分解剂加入到循环式立体气动混合机中充分分散混合0.5-1小时混合物A；

[0022] 3）将步骤2)得到混合物A与5-15重量份的沸石粉、10-20重量份的球黏土、2-5重量份的负离子释放剂加入到高速混合机中，在800-1000转/分钟的速度下混合5-10分钟得到混合物B；

[0023] 4）将步骤3）的得到的混合物B在制丸机中制成直径为2-3mm的颗粒，再将制的的颗粒放入培烧炉中在200-300℃的温度下培烧1-2小时出料，得到产品。

[0024] 上述新型高效室内空气净化材料的制备方法，不仅采用微波酸处理技术对硅藻土进行改性处理，增加了硅藻土的比表面积、微小级别的微孔数量和最可几半径，也使硅藻土微孔的孔径增大 ,从而使硅藻土对空气的净化效率大大增加；还采用气动立体混合技术，将纳米材料均匀的分散在多孔吸附材料的孔洞中，利用吸附材料能将有害物质富集起来吸附作用，提高了有害物质的浓度，使光分解剂能更好的与有害物质接触，从而进行催化氧化，分解，提高了光分解剂的利用率和反应速度，分解效率大大增强。

[0025] 上述新型高效室内空气净化材料的制备方法中，所述的微波发生器为MCL - 3型(0～850 W)微波仪 ,微波功率由外接调压器实现连续可调 ,微波频率2450MHz；所述的循环式气动立体混合机是由中心升管、混合斗、混合锥槽、节流段、混合头、风机、折流锥、计量间隙组成，通过立体高压气流促使微细功能性粉体驻留在硅藻土孔洞内。

[0026] 本发明一种新型高效室内空气净化材料及其制备方法，其突出的特点在于：

[0027] 1、将硅藻土用微波酸处理技术进行改性处理，增加了硅藻土的比表面积、微小级别的微孔数量和最可几半径，也使硅藻土微孔的孔径增大 ,从而使硅藻土对空气的净化效率大大增加，制得的空气净化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；

[0028] 2、本发明在生产过程中采用气动立体混合技术，使光分解剂能驻留在硅藻土孔洞中，从而提高了光分解剂的分解效率，进一步提高了空气净化材料的分解和净化效率；

[0029] 3、本发明中使用经过贵金属配位螯合处理的纳米材料作为有害物的分解催化剂，不仅可以吸收紫外线，而且还可以吸收可见光甚至远红外光，使得产品对有害物的分解效率得到很大提高；

[0030] 4、本发明中采用了无机非金属矿物材料作为功能性材料，结合以纳米光催化材料制得的空气净化材料，具有高效、持久、环保、无毒的优点；

[0031] 5、本发明生产成本低，生产过程简单方便，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

[0032] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

[0033] 实施例1

[0034] 1) 将75重量份的硅藻土加入到100重量份的浓度为40%的硫酸溶液中后，放置到微波发生器中，在100W的微波功率作用下，100r/min的速度下搅拌侵出1小时后，立即过滤、水洗、烘干；

[0035] 2）将步骤1)得到的改性硅藻土与1重量份的纳米TiO2光分解剂加入到循环式立体气动混合机中充分分散混合0.5小时混合物A；

[0036] 3）将步骤2)得到混合物A与5份的沸石粉、20重量份的球黏土、2重量份的负离子释放剂加入到高速混合机中，在800转/分钟的速度下混合5分钟得到混合物B；

[0037] 4）将步骤3）的得到的混合物B在制丸机中制成直径为2mm的颗粒，再将制的的颗粒放入培烧炉中在200℃的温度下培烧1小时，冷却得到产品。

[0038] 将制得的新型高效室内空气净化材料产品依据标准QB/T2761—2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》，JC/T2188—2013《室内空气净化吸附材料净化性能》进行实验检测，检测结果如下：

[0039]

[0040] 实施例2

[0041] 1) 将80重量份的硅藻土加入到150重量份的浓度40%的盐酸溶液中后，放置到微波发生器中，在200W的微波功率作用下，150r/min的速度下搅拌侵出1小时后，立即过滤、水洗、烘干；

[0042] 2）将步骤1)得到的改性硅藻土与2重量份的纳米ZnO光分解剂加入到循环式立体气动混合机中充分分散混合0.5小时混合物A；

[0043] 3）将步骤2)得到混合物A与15份的沸石粉、15重量份的球黏土、4重量份的负离子释放剂加入到高速混合机中，在900转/分钟的速度下混合8分钟得到混合物B；

[0044] 4）将步骤3）的得到的混合物B在制丸机中制成直径为3mm的颗粒，再将制的的颗粒放入培烧炉中在250℃的温度下培烧1.5小时，冷却得到产品。

[0045] 将制得的新型高效室内空气净化材料产品依据标准QB/T2761—2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》，JC/T2188—2013《室内空气净化吸附材料净化性能》进行实验检测，检测结果如下：

[0046]

[0047] 实施例3

[0048] 1) 将85重量份的硅藻土加入到200重量份的浓度为40%的磷酸溶液中后，放置到微波发生器中，在300W的微波功率作用下， 200r/min的速度下搅拌侵出1.5小时后，立