[发明专利]一种能产生负氧离子的硅藻土复合材料及制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能产生负氧离子的硅藻土复合材料及制法。

背景技术

硅藻土是一种由古生物硅藻沉积而成的天然矿物，其具有特殊的多孔结构(孔径约在20nm～几个μm)和物理性质，如大的孔隙率、强的吸附性等，使其成为一种不可多得的天然资源。我国硅藻土资源较为丰富，其总储量占据世界第二，吉林省硅藻土占全国储量的51％，且品位较高。

硅藻土的开发利用我国从60年代起步，目前共有硅藻土制品八大系列，几十种产品，如水泥混合材料、保温材料、助滤剂、填料和催化剂载体等。利用硅藻土的多孔结构、大的比表面积和强的吸附性作为载体是提高硅藻土附加值的有效措施。已有许多报导将硅藻土用于催化、吸附载体，如硅藻土作氢化作用过程中镍催化剂、制造硫酸中钒催化剂和石油磷酸催化剂载体等；Majeda A M Khraishch等研究了硅藻土对废水中的Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺的去除效率，并进一步研究了MnO₂掺入对其去除效率的影响(参考文献Majeda A M Khraishch，Yalrya S，Al-degs et al.Chem.Eng.2004，99(29)：177-184.)，Gao等(参考文献Gao B J，Jiang P F.Applied Surface Science，2005，250(3)：273-279.)研究了改性后的硅藻土对苯酚吸附特性，这些为硅藻土在处理工业废水中有害元素及有机物提供了参考。

TiO₂作为光催化剂，具有光催化活性高、化学稳定性好、使用安全和无毒无害等优点，已在医药、化工、环境工程、能源等领域获得广泛的应用。将TiO₂与硅藻土复合制取光催化材料也有报导，如王振领等(参考文献王振领，李敏，刘天学，常加忠，石恒真。周口师范高等专科学校学报，2001，18(5)：1-3。)用sol-gel法水解钛酸四丁酯制备溶胶，与硅藻土混合制得混杂型光催化剂。光照6小时后，对亚甲基蓝光催化脱色率接近100％。何媛媛等(参考文献何媛媛，李正山，范莉，李方松。染料与染色，2005，42(1)：53-54。)以Ti(SO₄)₂和硅藻土为原料，用浸渍法制备TiO₂/硅藻土复合光催化剂，30min后对亚甲基蓝水溶液的脱色率为96％。

日本利用硅藻土生产室内装修材料，其具有自动调节室内温度、消除异味、保持室内清洁、吸收和分解导致人体过敏的物质、改善生活环境等作用。若在硅藻土中添加TiO₂制成复合材料，将能够长时间消除异味和吸收、分解有害化学物质，并能够长期保持内墙面清洁。深圳市好千代建材有限公司销售日本的硅藻土壁材，认为具有调节温度、净化空气、抗菌抑菌、保温隔热、遮蔽放射线等作用。

中国发明专利200610129918公开了一种硅藻土微粒负载纳米TiO₂的制备方法，该产品适用于处理室内的甲醛气体，调节水分的微循环，也可用于废水中有机物的吸附，降解和产品的回收利用，其过程是首先对硅藻土进行预处理，用0.01～0.05mol/L的稀硫酸洗涤硅藻土数次，再用去离子水反复冲洗，除去硅藻土中包含的Al、Fe、Ca、Mg离子，并于100～150℃下干燥4～6小时，得到表面清洁的硅藻土颗粒；其次是将所处理的硅藻土微粒配制成含硅藻土0.4～6.4g/L的尿素-硅藻土悬浮液，再与0.1～0.05mol/L的硫酸氧钛溶液按体积1∶1混合，然后用浓硫酸(98％)调节混合液的pH值，将混合溶液于50～90℃恒温水浴加热，搅拌、沉淀、过滤、用去离子水洗涤沉淀数次，直至洗涤出溶液中用BaCl₂溶液探测不到SO₄^2-为止，再将洗涤过的沉淀物于100～150℃下干燥1～2小时，在马福炉中300～800℃煅烧0.5～2小时，则制备出硅藻土微粒负载的纳米TiO₂产品。由此可见其过程并不简单，并且微纳颗粒过滤，洗涤过程十分困难。

中国专利03114257公开了纳米生态节能涂料，其由弹性丙烯酸树脂乳液、纳米无机材料、矿物粉末、助剂等复合而成。其主要成分是：洁净水、弹性丙烯酸树脂乳液、超微硅藻土、聚磷酸铵、纳米氧化锌、硼酸镍，纳米二氧化钛，杀菌剂等，具有防水、隔热、净化空气、杀菌、防潮、防霉的功效。但其组分较为复杂。