[发明专利]一种含有壳聚糖的甲醛吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及对空气中微量有毒、腐蚀气体的吸附技术领域，具体地说是一种含有壳聚糖的甲醛吸附剂。

背景技术

具有历史、艺术和科学价值的文物，作为传承和弘扬民族精神的重要载体，一方面随着社会和经济的发展，保护工作越来越受到人们的重视。另一方面，文物作为一种物质，随着时间的推移、年代的延续，都会逐渐发生老化，易损程度愈发突显，直至消亡，如石制品的风化、金属制品的腐蚀等。文物的寿命受各种保存环境条件的影响是显而易见的，尤其是各种空气污染物会对各种质地文物的损害影响，包括空气中的有害物质和灰尘。目前，文物保护人员极为关注的是来自博物馆库房及其储藏柜、展厅及其陈列柜装饰装修所等带来的甲醛、酸性物质等污染气体对收藏与展示文物的损害作用。因此，确定博物馆内污染物的积累情况并开发博物馆微环境控制方法，成为一个亟待研究的课题。近年来，室内空气污染的问题在世界范围内引起了广泛的关注。据美国的一项调查显示室内空气中可检出500多种挥发性有机物。中国消费者协会2001年8月初公布了一项调查结果，在北京对30户民用建筑工程装修后的室内环境污染进行检测，甲醛浓度超标的达到73％。甲醛是现代装饰装修材料所散发出的一种主要污染物，在空气中氧化成甲酸后，对文物的危害更大。我国室内空气质量标准(GB/T 13883-2002)要求甲醛含量控制在100μg/m³以下，而国际博物馆协会推荐的馆藏文物保存环境标准则为控制在5μg/m³以下。

发明内容

本发明提供可吸收室内污染气体的产品，以实现对博物馆微环境污染物的有效控制，同时可推广应用于普通室内环境净化的一种含有壳聚糖的甲醛吸附剂。

一般有三种途径可以吸附甲醛，为化学吸附、物理吸附以及化学与物理共同吸附。化学吸附甲醛有多种方式，可以采用光催化分解使甲醛分解成CO₂和H₂O，催化氧化甲醛以及以氨基为主要活性官能团与甲醛发生席夫碱反应从而吸收甲醛。物理吸附甲醛是依靠吸附剂本身的较大的比表面积，其有一定的吸附中心，由于甲醛分子具有一定的极性，因此利用吸附剂的电荷或范德华力来吸附甲醛。但物理吸附是一个可逆过程，在一定条件下，吸附剂会脱附甲醛。目前，以多孔结构吸附甲醛，然后再以化学法与甲醛反应，做到彻底的去除甲醛是当今乃至以后研究的热门趋势。

壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)的脱乙酰产物，其化学名称为聚β-(1，4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。壳聚糖具有大分子长链结构，溶于酸性溶液后，氨基带有正电荷，大大增强了其自身的极性，这增加了它物理吸附甲醛的可能性；壳聚糖的长链上还有许多羟基，具有一定的吸水性。二氧化锰具有较强的氧化性，它自身可与甲醛发生氧化还原反应，将甲醛分解为水和二氧化碳，但二氧化锰是晶体结构，自身很难捕捉游离的微量甲醛。活性炭具有多孔结构，可物理吸附甲醛。将壳聚糖与二氧化锰、活性炭复合后，由壳聚糖的长链结构、活性炭的较大的表面积及微孔物理吸附甲醛，然后由二氧化锰将甲醛氧化分解，生成的微量水被壳聚糖吸收，所排放的微量二氧化碳不会对文物造成损害。

综合以上分析，本发明采取的技术方案是：

一种含有壳聚糖的甲醛吸附剂，其方案是：有粉末状甲醛吸附剂和颗粒状甲醛吸附剂，其组成、质量百分比含量与制备工艺分别为：

1)粉末状甲醛吸附剂为

壳聚糖      1-50％

二氧化锰    1-50％

活性炭      1-50％

制备工艺：数均分子量为10⁵、脱乙酰度大于90％、粒径为20～100μm的壳聚糖，与粒径均为20～100μm的化学纯二氧化锰和活性炭，均匀混合。

2)颗粒状甲醛吸附剂为

壳聚糖    1-35％

二氧化锰  1-35％

活性炭    (＞0)-35％

柠檬酸    1-60％

制备工艺：数均分子量为10⁵的市售工业级壳聚糖，和粒径为20～100μm的活性炭，化学纯的柠檬酸，并加水，混合搅拌后，挤压，在滚桶内黏附粒径为20～100μm的化学纯二氧化锰，滚匀，干燥制得。

实施本发明后的积极效果是：