一种固体缓释空气净化剂及其制备方法

1.本发明属于空气消毒技术领域，涉及一种固体缓释空气净化剂及其制备方法。


背景技术：

2.空气净化、除异味和消灭病菌是生活工作中经常遇到的问题。室内装潢和家具，造成室内甲醛污染严重，影响人体健康。现有清除甲醛、异味的主要方法为吸附法、喷洒药剂中和法和涂层封闭法等。但这些方法如吸附法和喷洒药物中和法，只能暂时清除甲醛，过后甲醛又会从源头散发出来。
3.二氧化氯可将甲醛氧化成甲酸直至co2而将甲醛除去。n201710727467.x发明了一种长效缓释型固体二氧化氯空气净化剂的制备方法，以羧甲基纤维素接枝pvp(聚乙烯吡咯烷酮)制成的高吸水树脂、二氧化氯溶液制成缓释型二氧化氯固体空气净化剂，缓释容量低。cn111567552a发明了一种缓释二氧化氯空气净化凝胶及其制备方法，由亚氯酸钠、柠檬酸、氯化钠、碳酸氢钠、硫酸镁、磷酸二氢钠、聚乙二醇和柠檬酸羧甲基纤维素钠制备。cn201711444568.2发明了一种缓释型空气净化剂及其制备方法，该空气净化剂原料包括二氧化氯、分子筛、亚氯酸钠溶液、稳定剂、粘合剂、过氧化氢、硝酸铁等。这些净化剂在使用时反应启动慢，且原料利用不彻底。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种固体缓释空气净化剂及其制备方法，以克服现有技术中二氧化氯释放不稳定、反应启动慢的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本发明的技术方案之一提供了一种固体缓释空气净化剂，该净化剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠1份、亚氯酸钠10-12份、硫酸盐1份、吸附剂70份、吸水树脂8-10份、氯化钙2份、氧化钙2份、磷酸二氢钠2份和碳酸氢钠2份。
7.进一步的，所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸镁。
8.进一步的，所述吸附剂为介孔硅或沸石。
9.进一步的，所述吸水树脂为聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
10.本发明的技术方案之二提供了上述净化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
11.(1)取碳酸钠、亚氯酸钠以及硫酸盐分散于水中，然后加入吸附剂，再经干燥得到固体a；
12.(2)将步骤(1)中所得固体a与吸水树脂混合，再加入氯化钙、氧化钙、磷酸二氢钠以及碳酸氢钠混匀，经密封包装得到目的产物。
13.进一步的，步骤(1)中，碳酸钠、亚氯酸钠、硫酸盐、水以及吸附剂的质量比为1：(10-12)：1：40：70，可选为1：10：1：40：70或1：12：1：40：70。
14.进一步的，步骤(1)中，干燥温度为50-70℃，干燥时间为1-3小时，干燥温度可选为60℃，干燥时间可选为2小时。
15.二氧化氯可将甲醛氧化成甲酸直至co2而将甲醛除去，根据这一原理，本发明净化剂可长效缓释二氧化氯，长时间连续不断地释放二氧化氯气体，以清除室内甲醛、异味和病菌。
16.本发明原料组分中，亚氯酸钠分解产生二氧化氯，是氧化剂的主要提供者；碳酸钠和硫酸盐用于保护亚氯酸钠，使其在运输、贮存过程中不分解；吸附剂(介孔硅或沸石)有大量孔道和空隙，是亚氯酸钠的吸附载体；吸水树脂在吸收空气中水分后，转变为凝胶状态，对二氧化氯的释放起到一定的限制作用，从而达到缓释目的；氯化钙、氧化钙用于吸收空气中的水分，发生化学反应生放出热量，可使产品自发热升温5-10℃，从而快速启动亚氯酸钠分解反应，产生二氧化氯，二氧化氯稳定缓释；磷酸二氢钠和碳酸氢钠遇水释放出氢离子，可促进亚氯酸钠分解产生二氧化氯。氯化钙与氧化钙吸收水分的同时放出热量，加速了磷酸二氢钠和碳酸氢钠的氢离子释放，从而加速启动亚氯酸钠分解反应，产生二氧化氯。
17.本发明净化剂中亚氯酸钠分解产生大量二氧化氯，通过吸附剂的孔道不断释放到环境中去，氧化降解空气中的甲醛、病毒及其它有机污染物；二氧化氯在扩散过程中受到吸附剂孔道的限制，且吸水树脂吸收空气中的水分转变为凝胶状态，该状态对二氧化氯的释放有一定阻隔作用，因此，二氧化氯得以缓慢释放。
18.本发明在原料中加入适量快速潮解放热组分，加速启动亚氯酸钠分解反应；吸附剂的孔道结构以及吸水树脂在吸水后转变为凝胶态，使得二氧化氯释放更加稳定。
19.本发明对亚氯酸钠以及吸水树脂的添加量设置了一定范围。若亚氯酸钠添加量过低，二氧化氯产生量低，会导致该净化剂的有效作用维持时间短；若亚氯酸钠添加量过高，二氧化氯浓度高，会对人体产生刺激作用。若吸水树脂添加量过低，凝胶量不足，缓释持续时间短；若吸水树脂添加量过高，缓释速率慢，净化效果差。
20.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.(1)本发明空气净化剂安全、价格低廉、环境友好；
22.(2)本发明空气净化剂可缓释二氧化氯气体，有效使用期长，二氧化氯释放通量可控，产品性能较稳定；
23.(3)本发明空气净化剂制备工艺较简单，有望推广应用。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
25.以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
26.以下各实施例中，净化剂的缓释速率的测定过程具体如下：
27.将所制备的净化剂放置于密封容器中，该密封容器中同时放置装有同样重量水分的敞口瓶，净化剂吸收水分后，亚氯酸钠开始分解，使用液封气体吸收器收集所释放的二氧化氯气体，然后通过碘量法测定净化剂释放二氧化氯的速率。
28.实施例1：
29.(1)取碳酸钠1份，亚氯酸钠12份、硫酸钠1份用40份水溶解后，再加入70份介孔硅，
然后60℃干燥2小时，得到固体a；
30.(2)将固体a与聚乙二醇8份混合，然后加入经过干燥的氯化钙2份、氧化钙2份、磷酸二氢钠2份和碳酸氢钠2份混合均匀，最后密封包装，得到缓释空气净化剂。
31.该缓释空气净化剂在使用时先打开密封，遇湿气发生化学反应放出热量，可使产品自发热升温5-10℃快速启动反应，并且在凝胶中稳定缓释。
32.本实施例制备的100g缓释空气净化剂的缓释速率为6-8mg/h。
33.实施例2：
34.(1)取碳酸钠1份、亚氯酸钠10份、硫酸镁1份用40份水溶解后，再加入70份沸石，然后60℃干燥2小时，得到固体a；
35.(2)将固体a与聚丙烯酸钠10份混合，然后加入经过干燥的氯化钙2份、氧化钙2份、磷酸二氢钠2份和碳酸氢钠2份混合均匀、密封包装，得到缓释空气净化剂。
36.该缓释空气净化剂在使用时先打开密封，遇湿气发生化学反应生放出热量，可使产品自发热升温5-10℃快速启动反应，并且在凝胶中稳定缓释。
37.本实施例制备的100g缓释空气净化剂的缓释速率5-7mg/h。
38.实施例3：
39.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将聚乙二醇改为聚乙烯醇。
40.实施例4：
41.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将聚乙二醇改为聚丙烯酰胺。
42.实施例5：
43.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将亚氯酸钠12份改为亚氯酸钠11份。
44.实施例6：
45.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将聚乙二醇8份改为聚乙二醇9份，提高了凝胶的粘度，所制备的100g缓释空气净化剂的缓释速率为6-7mg/h。
46.实施例7：
47.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将60℃干燥2小时改为50℃干燥1小时。
48.实施例8：
49.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将60℃干燥2小时改为70℃干燥3小时。
50.对比例1：
51.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本对比例中，不加入氯化钙、氧化钙。所制得的净化剂放置24小时仍没有检测到明显的二氧化氯释放，亚氯酸钠分解反应启动较慢，与实施例1相比，结果表明氯化钙、氧化钙的加入可快速启动亚氯酸钠分解反应，加快二氧化氯释放速率。
52.对比例2：
53.与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本对比例中，将氯化钙2份、氧化钙2份改为氯化钙4份、氧化钙4份，所制得的净化剂释放二氧化氯的速率大，但是持续时间短，在48小时内基本全部释放完。
54.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种固体缓释空气净化剂，其特征在于，该净化剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠1份、亚氯酸钠10-12份、硫酸盐1份、吸附剂70份、吸水树脂8-10份、氯化钙2份、氧化钙2份、磷酸二氢钠2份和碳酸氢钠2份。2.根据权利要求1所述的一种固体缓释空气净化剂，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸镁。3.根据权利要求1所述的一种固体缓释空气净化剂，其特征在于，所述吸附剂为介孔硅或沸石。4.根据权利要求1所述的一种固体缓释空气净化剂，其特征在于，所述吸水树脂为聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。5.如权利要求1-4任一所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)取碳酸钠、亚氯酸钠以及硫酸盐分散于水中，然后加入吸附剂，再经干燥得到固体a；(2)将步骤(1)中所得固体a与吸水树脂混合，再加入氯化钙、氧化钙、磷酸二氢钠以及碳酸氢钠混匀，经密封包装得到目的产物。6.根据权利要求5所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳酸钠、亚氯酸钠、硫酸盐、水以及吸附剂的质量比为1：(10-12)：1：40：70。7.根据权利要求5所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳酸钠、亚氯酸钠、硫酸盐、水以及吸附剂的质量比为1：10：1：40：70。8.根据权利要求5所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳酸钠、亚氯酸钠、硫酸盐、水以及吸附剂的质量比为1：12：1：40：70。9.根据权利要求5所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，干燥温度为50-70℃，干燥时间为1-3小时。10.根据权利要求5所述的一种固体缓释空气净化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，干燥温度为60℃，干燥时间为2小时。

技术总结
本发明涉及一种固体缓释空气净化剂及其制备方法，该净化剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠1份、亚氯酸钠10-12份、硫酸盐1份、吸附剂70份、吸水树脂8-10份、氯化钙2份、氧化钙2份、磷酸二氢钠2份和碳酸氢钠2份；该方法包括以下步骤：取碳酸钠、亚氯酸钠以及硫酸盐分散于水中，然后加入吸附剂，再经干燥，将干燥所得固体与吸水树脂混合，再加入氯化钙、氧化钙、磷酸二氢钠以及碳酸氢钠混匀，经密封包装得到目的产物。本发明添加的快速潮解放热组分可加速启动亚氯酸钠分解反应；吸附剂以及吸水树脂的添加使二氧化氯释放更稳定。与现有技术相比，本发明空气净化剂可缓释二氧化氯气体，反应启动快，有效使用期长。有效使用期长。


技术研发人员：申哲民 陈明 袁涛
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8