[发明专利]一种甲醛吸收剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醛吸收剂及其使用方法；尤其涉及一种通过主动吸收、吸收量高、能够彻底吸收并去除空气中含有甲醛的吸收剂。

背景技术

对于绝大多数人来说，生命过程中的大部分时间是在室内度过的，因此，室内的空气质量对人体的健康和寿命有着非常重要的影响。随着人口密度的不断增加，自然资源短缺的现象不断恶化、环境污染的加重，挥发性有机物（VOCs：Volatile Organic Compounds）在空气中的浓度大幅上扬，它们是PM2.5颗粒形成的主要原因之一，严重影响空气质量和人类身体健康。这些空气中的挥发性有机物包括甲醛、乙醛、多种酮类、芳香烃等，其中，甲醛是最常见的挥发性有机物，它来自于人工合成的纤维（如人造地毯、人造布等）、树脂（如用于家具的胶黏剂）、油漆（用于墙内装饰、家具粉刷）、微生物（室内湿度适合、营养丰富特别适合于微生物生长和繁殖）的降解、肉类、水果和蔬菜、以及各种木材。

甲醛刺激性会导致头痛、恶心、哮喘、皮肤红肿的急性损害，又是最容易改变蛋白质、遗传物质DNA和RNA的有机物，进而导致肿瘤和癌症，对人体危害极大。消除室内（包括汽车内）的甲醛，将其降低到安全浓度范围内，对人类当前的生活和遗传物质的保护，意义重大。

世界卫生组织WHO对室内甲醛的可接受浓度定为0.08ppm，中国的很多室内浓度远远高于这个指标，新家具和新装修房屋内的甲醛浓度都会达到几百ppm，超标成千上万倍，成为中国近年来肿瘤和癌症的发病率不断攀升的主因。

为了消除甲醛危害，人类首先想到的解决办法是，如何不再使用产生甲醛的物质。最早被人们认为的罪魁祸首是尿素-甲醛聚合物树脂（UF），但是，加拿大的研究结果显示，不使用UF材料的房间内，甲醛的浓度和使用UF材料的浓度没有区别（参考文献Indoor Air Quality Control Techniques，作者Jeffrey M.Lemn，1987年，William Andrew出版社）。所以，对这种物质的使用，一年后（1983年）重新解禁。其后，由于含甲醛材料的低成本和高性能（非常好的性价比），它们一直在使用。为此，人类尝试了多种外层覆盖（coating）技术，由于成本太高、效果不明显，迄今为止没有实现较大范围的使用。其它的主动去除法，还包括祛湿法（dehumidification）、液相水洗法（air washing）、氨水洗脱法（ammonia fumigation）等，都由于效果不彰、能耗太大、或者产生二次污染（例如氨水洗脱法，会造成直接的人体损伤、和家具与房屋损坏），而未能推广。

因此，当前的研究方向，主要为两个。一是吸附方法，一是氧化方法。

吸附方法选用的吸附剂材料，包括活性炭(activated carbon)、碳纤维（carbon fiber）、活性氧化铝(activated aluminum oxide)、特殊处理的碳酸钙（treated calcium carbonate）、海泡石（sepiolite）、陶瓷材料（ceramic materials）、羊毛（wool）、木质素、多孔硅石（mesoporous silica materials）等等。同时，为了进一步加强这些材料吸附甲醛的能力，这些吸附材料还被使用多种化学品进行修饰，例如，使用尿素浸泡、硫酸氨浸泡、空气氧化、氯化锌上载、硝酸处理后用盐酸和铁粉处理、氨基硅烷修饰、纳米级银粉修饰、磷酸活化、磷酸氢钾处理等等。所有这些方法，或者对甲醛的吸附效果增加不明显，或者原材料对环境和人体有毒、或者成本太高，都未能在市场上推广开，只有活性炭，现在成为大家能够接受的吸附甲醛产品。根据美国1983年的研究结果（参考文献Indoor Air Quality Control Techniques，作者Jeffrey M.Lemn，1987年，William Andrew出版社），每个家庭每年需要吸附脱除的甲醛总量为几百克，由于活性炭的吸附是可逆吸附，同时受环境温度、湿度、和其它分子的影响，它们的吸附能力很小，按照当时的活性炭价格计算，每年的每家的花费为$600美元，换算通货膨胀等因素，使用活性炭的成本，当前高达$2000美元以上。