[发明专利]能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：将金属盐化合物、溶剂和配体混合反应，过滤，将获得固体在氮气氛中进行热裂解反应，获得所述能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料；本发明提供的能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料，藉由裂解温度的不同崩垮程度不同来生成多孔性结构，利用紊乱结构中增强偶极‑偶极力与偶极‑诱导偶极作用力以达到吸附VOC的目的，吸附效果比市售活性碳优，且本发明所提供的能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料可用于滤网、纱窗、薄膜、口罩等领域。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体地说，涉及一种能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的制备方法。

背景技术

近几十年，由于车辆排放、废弃物燃烧、发电厂、钢铁厂、工业废气排放等，空气污染已经成为全球性问题，特别是悬浮微粒和挥发性有机化合物对空气污染更为显着。

悬浮微粒泛指悬浮在空中的固体颗粒或液滴，颗粒微小甚至肉眼难以辨识但仍有尺度的差异。其中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米，随着呼吸侵入到人体肺部最深处气体交换区，并以此为入口，传递影响其他的器官组织。

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOC)指化合物的沸点在50-260℃的各种挥发性有机化合物，按照化学结构的不同可分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他。环境中的VOC种类繁多，来源广泛，主要有室内和室外两种来源。室内VOC主要来源于烟、烹饪、装修装饰材料、洗涤剂、涂料、粘合剂等；而室外VOC主要来源于车辆排放、废弃物燃烧、发电厂、钢铁厂、工业废气排放等。环境中的VOC会强烈刺激人的呼吸系统、中枢神经系统以及粘膜系统，造成严重的刺激作用，更严重者使得正常细胞发生癌变。此外，VOC可造成光化学烟雾污染并生成毒性更大的二次污染物。

目前市售口罩多样化，大多都是只可阻隔PM2.5或吸附空气中VOC，几乎没有可以同时兼具有效阻隔PM2.5和吸附空气中VOC的口罩。而单一的阻隔PM2.5或吸附空气中VOC的口罩已经不能满足人们的需要，因此，急需开发兼具阻隔PM2.5和吸附空气中VOC的口罩。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的制备方法。

本发明的第二个方面提供了一种能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面提供了一种能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将金属盐化合物、溶剂和配体混合反应，过滤，将获得固体在氮气氛中进行热裂解反应，获得所述能阻隔PM2.5与VOC的多孔复合材料；

所述金属盐化合物为硝酸锌、硫酸锌、氢氧化锌、氧化锌、六水氯化铝、十八水硫酸铝、九水硝酸铝、氢氧化钠中的一种；

所述溶剂为水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、氨水、异丙醇、甲醇中的至少一种；

所述配体为2-甲基咪唑、对苯二甲酸、间苯二甲酸、反丁烯二酸中的至少一种。

所述金属盐化合物溶于溶剂中的浓度为0.01～1.5mmol/mL，优选为0.05～1.12mmol/mL。

所述金属盐化合物和配体的摩尔比为(0.05～4):1，优选为(0.12～3.5):1。

所述混合反应的温度为5～130℃，时间为1～72h。

所述氮气的流速为400cc/min。

所述热裂解的温度为450～550℃，时间为0.1～24h。