[发明专利]一种改性凹凸棒土材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于日用化工技术领域，具体涉及一种空气净化用具有指示功能的除氨防霉的凹凸棒土材料及其制备方法和在空气净化中的应用。

背景技术

氨气是一种无色有辛辣刺激臭味的气体，是建筑物内常见的污染物之一。主要来自于混泥土建筑材料、家具、装修粘胶材料等，这些物质随环境温湿度的改变，氨气缓慢释放出来污染室内环境。氨对皮肤黏膜有刺激及腐蚀作用，高浓度可引起严重后果。国家标准室内空气质量标准GB/T18883-2002规定：居室空气中氨气的最高容许浓度为0.20毫克/立方米。

目前室内环境污染治理产品中作为除氨产品主要有以下两类：一类是吸附材料，如：活性炭、竹炭、硅藻土、海泡石、凹凸棒土棒土、沸石等吸附材料，通过物理吸附而达到除氨的目的。由于吸附机理是物理吸附，不能显示吸附状态，当吸附饱和后或环境温度等变化会出现脱附现象释放出氨气，导致二次污染。另一类是化学反应法通常采用酸性材料和氨发生中和反应，具有物理化学吸附相结合，效率高。但酸性物质本身有一定的腐蚀性，有一定的危险性，而且没有可视化功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种改性凹凸棒土材料及其制备方法和应用，该方法为可视化的除氨材料，能避免氨的二次污染；同时具有优良的吸附效果和抑菌防霉效果，并应用于空气净化中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种改性凹凸棒土材料，是利用铜盐浸渍改性后的凹凸棒土。

一种改性凹凸棒土材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提纯：采用分散剂的溶液进行机械分散或采用酸改性的方式对凹凸棒土进行提纯；

(2)活化：在200-250℃下活化；用于改善凹凸棒土的内部孔道结构，便于铜离子改性。

(3)改性：加入多聚磷酸钠和作为离子供体的铜盐反应得到改性凹凸棒土材料。加入多聚磷酸钠可以使凹凸棒土在铜离子溶液中形成悬浮态，利于铜离子的负载，同时减少铜离子用量和浸泡时间，提高经济效率。

(4)除去改性凹凸棒土材料中不稳定的铜离子及氯离子后将其制成滤饼；

(5)烘干滤饼并粉碎；

(6)造粒。

优选的，步骤(1)中所述分散剂为聚磷酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸盐、丙烯酸酯共聚物、聚氧乙烯类的一种或多种的组合；所述凹凸棒土与分散剂的溶液的固液比为(5-10)：1；所述分散剂的溶液的质量分数为1％-15％。本发明中凹凸棒土在溶液中形成悬浮态，与沉降的杂质更好的分离，提高提纯的效率。

优选的，步骤(1)中所述酸改性中采用的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种，所述凹凸棒土与酸的固液比为1：(4-20)；所述酸的体积分数为5％-15％。酸的加入可以进一步去除凹凸棒土中的杂质，同时疏通凹凸棒土内部孔道，利于铜离子的负载。

优选的，步骤(2)中所述活化是在200-250℃下活化1-3小时；步骤(3)中所述改性是加入多聚磷酸钠和作为离子供体的铜盐后，在60-80℃下搅拌1-5小时或常温下超声10-90min得到改性凹凸棒土材料。本发明添加多聚磷酸钠是使凹凸棒土在铜离子溶液中形成悬浮态，利于铜离子的负载，同时可以减少铜离子用量和浸泡时间，提高经济效率。

使铜离子进入凹凸棒土内部结构，形成改性凹凸棒土材料即铜-凹凸棒土复合物。所采用的铜离子供体为氯化铜、硫酸铜、醋酸铜、硝酸铜的一种或多种的组合。

优选的，步骤(3)中所述改性是加入多聚磷酸钠和作为离子供体的铜盐后，在60-80℃下搅拌3小时或在常温下超声20min得到改性凹凸棒土材料。

优选的，步骤(3)中所述铜盐为氯化铜、硫酸铜、醋酸铜、硝酸铜的一种或多种组合；所述铜盐的加入量为凹凸棒土质量分数的5％-15％；所述多聚磷酸钠的加入量为凹凸棒土质量分时的0.1％-3％。添加多聚磷酸钠是使凹凸棒土在铜离子溶液中形成悬浮态，利于铜离子的负载，同时可以减少铜离子用量和浸泡时间，提高经济效率。

优选的，步骤(4)中采用水洗的方式除去改性凹凸棒土材料中不稳定的铜离子及氯离子，通过压滤制得滤饼。

优选的，步骤(5)中采用鼓风烘箱将滤饼在105℃下烘干并粉碎至200目；所述步骤(6)中所述造粒选自挤出造粒、滚动造粒、干粉挤压造粒的一种。

本发明所提供的制备方法制得的改性凹凸棒土材料在空气净化中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：