[发明专利]一种含有纳米矿物质的复合空气净化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种选用天然矿物材料和光催化剂材料并采用半干法改性活化生产含有纳米矿物质的复合空气净化剂及其制备方法。

背景技术

根据世界卫生组织提供的报告，当前全世界因城市污染年过早死亡人数已超过75万，其中亚洲国家和地区有53万。而因空气污染致病的人数更是不计其数，目前我国城市空气污染问题仍然突出，44.9％城市环境空气低于国家二级标准，其中有43个城市环境空气质量低于国家三级标准，另据专家介绍，世界30％的新建和重建的建筑物中，存在着对身体有害的室内空气，室内空气污染已经成为对公众健康危害最大的五种环境因素之一。因此治理室内空气污染也已成了公众最关注的大事之一。

采用吸附材料对室内污染空气进行净化是应用最广泛的方法之一。近年来，一些天然矿物材料作为新型的吸附材料，具有资源丰富、价格低廉、吸附性强，产品对环境友好等特点，受到了广泛的关注，如凹凸棒土具有较高的吸附净化处理能力，需对天然矿物材料进行提纯、改性等深加工改造，或者进行多种天然矿物材料的复合，这已成为环境矿物材料研究的重点。如中国文献[专利号：200310112788.7]“超细活化复合吸附型室内空气净化剂”公开了一种超细活化复合吸附型室内空气净化剂，将经过活化处理和超细加工后的凹凸棒石粘土和沸石按适当配比混匀，进行组合造粒并烘干，再与颗粒状活性炭按一定的比例混合，即得到“超细活化复合吸附型室内空气净化剂”；文献[翟斌，环境矿物材料在污染治理中的应用，北方环境，2005，30(2)：69-72]指出：沸石经NaCl改性后，对氨氮的吸附效果更佳。

光催化技术是利用紫外光辐照以TiO2为代表的光催化剂材料，形成具有极强氧化能力的羟基自由基，降解空气中的有机污染物。近年来，其发展的方向之一是通过改性使其能够直接利用太阳光等可见光进行激发，产生净化能力。如中国专利文献[公开号：CN1583252A]的专利申请公开了一种“可见光响应型二氧化钛光触媒室内空气净化剂的制备方法”，在充分保证二氧化钛光催化活性的条件下对其改性，改性后的二氧化钛在室内光线下具有光活性。

将吸附材料与光催化剂材料进行复合提高其空气净化能力是近年来的研究热点，如中国专利文献[公开号：CN1803291A]的专利申请公开了“一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂及其制备方法和在空气净化中的应用”；中国专利文献[公开号：CN101121124A]的专利申请公开了一种凹凸棒土复合光催化剂的合成方法，以钛酸正丁脂为原料，通过其水解制备出溶胶，再经过陈化、煅烧等步骤得到凹凸棒土复合材料；中国专利文献[公开号：CN101117780A]的专利申请公开了一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法，所用的原料为无机钛盐；中国专利文献[公开号：CN101333345A]的专利申请公开了一种纳米二氧化钛/凹凸棒土复合材料的制备方法，先将凹凸棒土加入到去离子水中配制成浆体，再向纳米二氧化钛前躯体中加入凹凸棒土浆体，形成纳米二氧化钛/凹凸棒土复合粒子组成的蓝白色胶液，最后用碱性溶液调节pH值、过滤洗涤、滤饼干燥，制备成纳米二氧化钛/凹凸棒土复合材料粉体。但上述几种方法均存在一些如成本高、废水量大、粉体应用难等缺点，得到的空气净化剂效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种成本低廉、工艺简单，并采用半干法改性活化生产复合空气净化剂及其制备方法，通过选用数种具有吸附能力的纯天然矿物材料，经提纯、改性、活化、一次干燥、一次造粒后，加入光催化剂材料的胶液进行二次造粒、干燥、焙烧后制备得到复合空气净化剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种含有纳米矿物质的复合空气净化剂，由天然矿物、分子筛、光催化剂、改性剂、发泡剂以及表面活性剂组成，所采取的措施为：天然矿物是凹凸棒土，凹凸棒土的重量百分比为47～78％，分子筛是人工沸石分子筛，其重量百分比为20～50％；改性剂是亚硫酸氢钠，其重量百分比为0.5～5％，发泡剂是硫酸铝，其重量百分比为0.5～5％；表面活性剂是十六烷基三甲基氯化氨，其重量百分比为0.5～2％；光催化剂是纳米光触媒二氧化钛胶体溶液，其重量百分比为0.2～2％。

采取的措施还包括：

在上述的一种含有纳米矿物质的复合空气净化剂，凹凸棒土的重量百分比为77％，人工沸石分子筛的重量百分比为20％，十六烷基三甲基氯化氨的重量百分比为0.5％，亚硫酸氢钠的重量百分比为0.5％，硫酸铝的重量百分比为1％，纳米光触媒二氧化钛胶体的重量百分比为1％。