[发明专利]一种能清除空气中甲醛的高分子吸附材料及其制备方法

说明书

本发明是关于一种高分子吸附材料的制备方法及在清除空气中甲醛污染的应用。它是通过环氧树脂/有机分散体系在固体状态下固化并清洗除去分散剂、最后通过亲水化处理而获得，该材料具1～50μm的大孔以及平均孔径为20nm的介孔，比表面积达到230m²/g以上，其孔隙率高于90％，表观密度低于0.1g/mL，由此保证其既有很强的吸附能力，又有较高的吸附速率和吸附容量。制备过程中使用三羟甲基丙烷作为分散剂，利用其与环氧树脂E‑51适度亲和性而起到分散作用，并且在冷却过程中的连续结晶行为而致孔，所使用的唯一分散剂三羟甲基丙烷价格低廉、挥发性极低、污染小、并且可以回收，完全符合绿色化学的要求。所制备的高分子吸附材料能够将甲醛污染清除，实现污染空气的净化，这种空气净化方式的优点是：装置结构简单，材料能多次循环使用，成本低，能耗小，适应性强，对环境与人都无害，没有二次污染。

技术领域

本发明是关于一种高分子吸附材料的制备及在消除空气中甲醛污染方面的应用。使用该高分子吸附材料可提供一种既方便快捷又效果极佳的除去空气中甲醛污染的新方法。

背景技术

甲醛是挥发性有机污染物中的代表性化合物，长期接触可引起皮肤癌等各种疾病，一直是治理室内环境污染中着重关注的问题，如何除去室内环境中的甲醛污染已经成为一个必须克服的技术难题。目前来说，解决问题的基本方法有两类：一个是活性炭吸附法，另一个是催化降解法。前一种方法相对简单，但是效果非常有限，因为活性炭的吸附能力要受到甲醛分子传质速率的限制，甲醛分子一般只能吸附在活性炭颗粒的表面，很难迅速进入活性炭内部的微孔中，活性炭的利用效率大大降低，另外活性炭还存在吸附饱和问题，不能长期使用。催化降解法又分为光催化和电激发催化，是目前发展的一种趋势，但是面临的问题仍然不少。以TiO₂作为光催化剂的有机物降解技术为例，虽然其反应条件温和、能耗低、无选择性等优点曾一度在空气净化领域受到重点关注，但是在实际应用上的深入研究表明，光催化必须满足的条件是紫外光、催化剂以及载体这三个要素的协同工作，其所要解决的问题甚至比光催化剂本身的研究还要复杂，技术壁垒远远超过了一项单纯应用性技术所能承受的高度，故发展前景不容乐观。

为了能快速有效的将有机分子降解，现在又出现了一种新的手段，通过电激发产生高氧化活性的(如羟基自由基、过氧自由基)所谓的净离子来快速氧化甲醛分子，单从降解这个角度来说，确实效率能够提高，但是新的问题又会产生，这些高反应活性的东西本身就会对人体造成伤害，人体在氧化性空气氛围中所造成的危害未必比甲醛本身来的小。另一方面，有机分子的降解并非一步而成，而是会产生各种中间的分子碎片，这些东西对人体的潜在危害现在完全不得而知，人们往往只强调甲醛的去除，而不考虑因此而带来的副作用，从以上分析可知，降解法绝不是尽善尽美，不但费用高，而且风险大，所以应该尽量避免。

本发明采用一种较为温和且安全的方式来净化甲醛污染，我们利用一种三维连通的大孔结构的吸附材料，通过对其进行表面的亲水性化处理，使其吸水性明显提高，经过实验证明，通过吸附方式能有效清除空气中的甲醛。这种方法无需特殊的设备，能耗低，快捷方便，效果显著，且不会对环境和人造成任何不良影响。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对空气中甲醛污染提供一种安全、方便、效果良好的吸附法甲醛净化方案，它依赖一种亲水化的高分子吸附材料，这种材料同时具有1～50μm的大孔以及平均孔径为20nm的介孔(根据图2所示的测量结果)，其比表面积达到230m²/g，孔隙率在90％以上，表观密度在0.1g/mL以下，它既有很强的吸附能力，又有高的吸附速率和吸附容量，因而可以达到净化空气的目的。这种清除甲醛污染的方案有很多优点：装置结构简单，使用成本低，能耗小，适应性强，对环境与人都无任何危害。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述高分子吸附材料的制备路线与方法，它切实可行，操作简便，易于批量生产。

本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种上述高分子吸附材料在清除空气中甲醛污染的具体应用方法。