【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于室內(nèi)空氣污染治理，涉及甲醛去除，特別涉及除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料、凝膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、甲醛是室內(nèi)空氣中常見污染物，具有基因毒性和致癌性，嚴重危害人體的健康，因此多年來，去除室內(nèi)甲醛氣體都是一個研究熱點。
2、目前，甲醛去除方法有物理吸附法、催化氧化法等。吸附法是治理甲醛污染最常見也是最有效的方法，主要是使用多孔材料如活性炭、硅藻土等吸附甲醛，吸附飽和后加熱將甲醛釋放出來，可以再次使用，價格便宜、簡單易用，但存在對甲醛吸附效果差，易脫附造成二次污染。催化氧化法是采用光催化、催化氧化和熱催化技術(shù)將甲醛轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法，其中，光觸媒在光照條件催化甲醛部分氧化生成二氧化碳和水而除醛，但需要光照，且副產(chǎn)物較多；貴金屬催化劑能夠在室溫下將甲醛完全氧化，但成本過高。生物提取劑、氨基酸也可用于去除甲醛，除醛原理是氨基酸類化合物的氨基與甲醛發(fā)生反應(yīng)，生成羥甲基衍生物和水，具有除醛快、反應(yīng)不可逆、無二次污染等優(yōu)點，但存在容易吸附飽和快、長效性差的缺點。
3、碳量子點是一種粒徑<10?nm的納米材料，因具有比表面積大、毒性低、水溶性好的優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于生物、分析化學檢測等領(lǐng)域。碳量子點表面擁有豐富活性基團，如羥基、羧基、環(huán)氧基、氨基等。cn?114749149?b公開了一種甲醛凈化的碳材料及其制備方法，以蘆薈葉片為原材料，采用物理方法得到植物提取液為碳源和氮源、以二甲亞砜作為還原劑和硫源，通過溶劑熱法一步合成得到硫氮共摻石墨烯碳量子點納米材料用于甲醛的吸附實驗，發(fā)現(xiàn)其對甲醛具有
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本專利技術(shù)的目的就在于提供除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料、凝膠及其制備方法，本專利技術(shù)制備工藝簡單，且反應(yīng)時間短，適合工業(yè)化生產(chǎn)，同時制備得到的氫氧化鋁負載碳量子點材料和凝膠甲醛去除率高，且具有長效性。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
3、除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，將無定形氫氧化鋁粉末和堿性氨基酸混合研磨分散均勻后，轉(zhuǎn)移至微波爐中進行微波輻射反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、干燥，然后粉碎后即得所述氫氧化鋁負載碳量子點材料。
4、進一步地，所述無定形氫氧化鋁粉末按以下方法制備得到：將氯化鋁溶液置于反應(yīng)釜中，然后在攪拌條件下滴加氫氧化鈉溶液，滴加結(jié)束后加熱至30~50℃攪拌反應(yīng)1~3?h，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥和破碎得到。
5、進一步地，氯化鋁和氫氧化鈉的摩爾比為1:2.5~3.5。
6、進一步地，所述堿性氨基酸為精氨酸、賴氨酸和組氨酸中的一種或多種。
7、進一步的，微波輻射反應(yīng)時，微波輻射功率為500~700瓦，反應(yīng)時間為5~20?min。
8、進一步地，無定形氫氧化鋁粉末和堿性氨基酸的質(zhì)量比為20~50:1。
9、本專利技術(shù)還提供了一種除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料，采用前面所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法制備得到。
10、本專利技術(shù)還提供了一種除甲醛用凝膠的制備方法，具體包括以下步驟：
11、（1）將表面活性劑、前面所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料分散到去離子水中，得到a溶液；
12、（2）在80~100℃下，將水溶性高分子凝膠劑與a溶液攪拌均勻，得到b溶液；
13、（3）在攪拌條件下，依次向b溶液中滴加保濕劑、防腐劑、抗氧化劑和香味劑，攪拌均勻后冷卻即得所述除甲醛用凝膠；
14、去離子水、氫氧化鋁負載碳量子點材料、水溶性高分子凝膠劑、表面活性劑、保濕劑、防腐劑、抗氧化劑和香味劑的質(zhì)量體積比為100g：4~10g：1~5g：1~10ml：1~10ml：5~15ml：1~5mg：1~5ml。
15、進一步地，所述表面活性劑為烷基糖苷apg0810或apg0814；所述水溶性高分子凝膠劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、或羥丙甲纖維素；所述保濕劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇和山梨糖醇的一種或多種；所述防腐劑乙內(nèi)酰脲和咪唑烷基脲中的一種或兩種；抗氧化劑為維生素c、甲硫氨酸和半胱氨酸中的一種或多種；所述香味劑為蘆薈精油、玫瑰精油、薄荷精油、梔子花精油、薰衣草精油或甜橙精油。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：
17、1、本專利技術(shù)以無定形氫氧化鋁為碳量子點的載體，無定形氫氧化鋁不僅具有微孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、吸附性能強等特點，而且無定形氫氧化鋁表面存在大量的羥基，容易與氨基酸的羧基發(fā)生反應(yīng)，增加對堿性氨基酸的吸附，從而有利于增加無定形氫氧化鋁表面負載的氨基碳量子點數(shù)量；同時無定形氫氧化鋁具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在微波輻射下不發(fā)生反應(yīng)，并且在凝膠形成過程中，一方面鋁離子能夠與高分子凝膠劑中的含氧官能團發(fā)生配位作用形成交聯(lián)化合物，另一方面羥基能夠與含氧官能團形成氫鍵進一步強化無定形氫氧化鋁與高分子凝膠之間的作用，因而無定形氫氧化鋁作為橋聯(lián)劑而穩(wěn)定凝膠，無需添加常用鈣鹽橋聯(lián)劑。
18、同時本專利技術(shù)采用堿性氨基酸作為碳源和氮源，堿性氨基酸不僅來源豐富、價格低廉，而且在微波輻射下易于聚合反應(yīng)得到富含氨基的碳量子點，從而在無定形氫氧化鋁表面負載大量的氨基碳量子點。
19、2、本專利技術(shù)采用微波輻射制備氫氧化鋁負載碳量子點材料，微波輻射具有受熱快且均勻的優(yōu)點，從而使得反應(yīng)時間短（在5~20min就能完成氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備）、氫氧化鋁表面負載的氨基碳量子點分布均勻，并且反應(yīng)過程中無需添加溶劑，屬于綠色生產(chǎn)工藝，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
20、3、采用本專利技術(shù)的氫氧化鋁負載碳量子點材料和凝膠除甲醛時，凝膠屬于多孔材料能夠有效地吸附空氣中甲醛，被吸附的甲醛，一方面能與無定形氫氧化鋁表面負載的氨基碳量子點的氨基發(fā)生反應(yīng)生成羥甲基衍生物和水等對人體無害的物質(zhì)，生物相容性好，無毒，無二次污染，達到安全除醛的目的，另一方面能夠被無定形氫氧化鋁所捕獲而固置，減少氨基的損耗。因此，凝膠和無定形氫氧化鋁負載碳量子點材料在物理吸附甲醛、化學去除甲醛兩個因素協(xié)同作用相互促進，共同提高甲醛的長時間去除效率。
21、4、本專利技術(shù)制備得到的凝膠便于運輸、保存和使用，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能長時間除去空氣中的甲醛。
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1.除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，將無定形氫氧化鋁粉末和堿性氨基酸混合研磨分散均勻后，轉(zhuǎn)移至微波爐中進行微波輻射反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、干燥，然后粉碎后即得所述氫氧化鋁負載碳量子點材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，所述無定形氫氧化鋁粉末按以下方法制備得到：將氯化鋁溶液置于反應(yīng)釜中，然后在攪拌條件下滴加氫氧化鈉溶液，滴加結(jié)束后加熱至30~50℃攪拌反應(yīng)1~3?h，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥和破碎得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，氯化鋁和氫氧化鈉的摩爾比為1:2.5~3.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，所述堿性氨基酸為精氨酸、賴氨酸和組氨酸中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，微波輻射反應(yīng)時，微波輻射功率為500~700瓦，反應(yīng)時間為5~20?min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一
7.除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1~6任一所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法制備得到。
8.除甲醛用凝膠的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的除甲醛用凝膠的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為烷基糖苷APG0810或APG0814；所述水溶性高分子凝膠劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、或羥丙甲纖維素；所述保濕劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇和山梨糖醇的一種或多種；所述防腐劑乙內(nèi)酰脲和咪唑烷基脲中的一種或兩種；抗氧化劑為維生素C、甲硫氨酸和半胱氨酸中的一種或多種；所述香味劑為蘆薈精油、玫瑰精油、薄荷精油、梔子花精油、薰衣草精油或甜橙精油。
10.除甲醛用凝膠，其特征在于，采用權(quán)利要求8或9所述的除甲醛用凝膠的制備方法制備得到。
...【技術(shù)特征摘要】
1.除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，將無定形氫氧化鋁粉末和堿性氨基酸混合研磨分散均勻后，轉(zhuǎn)移至微波爐中進行微波輻射反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、干燥，然后粉碎后即得所述氫氧化鋁負載碳量子點材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，所述無定形氫氧化鋁粉末按以下方法制備得到：將氯化鋁溶液置于反應(yīng)釜中，然后在攪拌條件下滴加氫氧化鈉溶液，滴加結(jié)束后加熱至30~50℃攪拌反應(yīng)1~3?h，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥和破碎得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，氯化鋁和氫氧化鈉的摩爾比為1:2.5~3.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，所述堿性氨基酸為精氨酸、賴氨酸和組氨酸中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除甲醛用氫氧化鋁負載碳量子點材料的制備方法，其特征在于，微波輻射反應(yīng)時，微波輻射功率為500~700瓦，反應(yīng)時...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明田，李寬，管曼君，王癸龍，張思潤，劉小俊，
申請(專利權(quán))人：四川輕化工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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