[发明专利]甲醛祛除剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染治理剂，具体地说是一种甲醛祛除剂及其制备方法。

背景技术

甲醛对人体健康有重要影响，其对人体粘膜和皮肤有强烈的刺激作用；急性中毒可导致流泪，流涕，咳嗽等症状，并发生呼吸道疾病；慢性吸入低浓度可导致持续头痛，无力，失眠等；长期皮肤接触会导致皮炎，过敏者还会发生麻疹，所以国际癌症研究所将其列为可疑致癌物质。

室内是人们接触最为频繁的场所，人的一生中约80％的时间是在室内度过的，因而室内环境质量的优劣直接影响到每个居民的身体健康。但是随着建筑保温绝热和室内装饰美化的需要，室内通风状况愈来愈差，有害有机挥发物质浓度愈来愈高，从而导致室内污染问题越来越严重。其中，甲醛问题尤为突出。

甲醛主要来源于甲醛系树脂胶和涂料，主要包括脲醛树脂，酚醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂等，其中又以原料易得，价格低廉，性能较好且产量最大的脲醛胶为主。它们释放甲醛的过程是一个持续的过程，而且释放量随着季节和气温的变化而变化，所以它将长期影响着室内环境，例如，刨花板贴面的书柜，三年后家具内和家具外的甲醛浓度为0.455mg/m³和0.098mg/m³；而且，在这些树脂生产，贮存以及加工的各个环节，也都存在着严重的甲醛污染问题，例如，脲醛树脂中游离甲醛的浓度为3％左右，107胶中的甲醛浓度为0.5％左右。此外，还有极少量的甲醛是由于木材中的半纤维素分解而释放出来的。

我国脲醛树脂的年产量为40万吨，约占整个人造板(胶合板，刨花板和纤维板)用胶的80％。其释放甲醛的原因大致如下：(1)树脂合成时，余留未反应的游离甲醛。(2)树脂合成时，已参与反应生成不稳定基团的甲醛，在热压过程中又会释放出来。(3)在树脂合成时，吸附在胶体粒子周围已质子化的甲醛分子，在电解质的作用下也会释放出来。

治理甲醛污染的方法主要有以下三种：一是使用活性炭或某些绿色植物；二是通风透气；三是使用化学药剂。活性炭或某些绿色植物的吸附速率慢，对新装修几个月的室内的甲醛的祛除不明显。这是因为空气要与活性炭或某些绿色植物接触才能起吸附作用，同时活性炭的吸附会达到饱和，从而失去吸附作用。由于板中甲醛的释放期长，因此通风透气的方法不能彻底消除甲醛污染。第三个方法是选用与甲醛反应的化学药剂进行消除，消除甲醛的效率高且彻底，是较快速、有效地减少室内甲醛污染的方法。化学消醛剂基本可分为三类：第一类是能氧化甲醛的氧化剂，如过硼酸钠，次氯酸，过氧化氢等；第二类是氨的衍生物，如尿素，氨基尿等，第三类是具有次甲基活泼氢的化合物，如丙二酸二甲酯，乙酰乙酸甲酯等。

TiO₂的光催化性能自1972年发现以来，人们在光能化学转换、光催化降解有机物、光化学合成、界面的光诱导亲水、自清洁材料合成等方面开展了大量研究工作。其中TiO₂光催化氧化能够降解水体和空气中的绝大多数有机污染物，其中包括染料、表面活性剂、农药及其他难生物降解的各种有毒有机污染物，降解最终产物为H₂O、CO₂和无害盐类，产物清洁，被认为是一种极具前途的有机污染物深度净化技术。其中气体污染防治已实现小规模工业化生产。

但是TiO₂的禁带宽度为3.2eV，其对应的吸收波长为387.5nm，光吸收仅局限于紫外区。但这部分光尚达不到照射到地面太阳光谱的5％，且TiO₂量子效率最多不高于28％，因此太阳能的利用效率仅在1％左右，大大限制了对太阳能的利用。催化剂的失活，较慢的反应速率，较低的光量子效率，难以预见的反应机制等因素制约着TiO₂光催化技术的工业化应用。

另一问题是TiO₂受光辐射后产生激发态价带空穴和导带电子极易通过以下途径失活：重新复合、被亚稳态的表面捕获、迁移到粒子表面与吸附的其他的电子给体或受体发生氧化还原反应。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的甲醛祛除剂及其制备方法。

提高TiO₂降解甲醛效率的关键问题是如何减少半导体光生电子-空穴对的复合几率，以提高量子效率与光催化活性。解决上述问题的主要途径是在二氧化钛催化剂表面上掺杂金属离子或有机染料，改变粒子结构与表面性质；从而达到扩大光响应范围，促进TiO₂微粒光生电子-空穴对的有效分离，提高催化剂的光催化活性的目的。