[发明专利]一种Gemini表面活性剂改性的活性炭纤维空气净化剂材料、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气净化剂材料，特别地涉及Gemini表面活性剂改性的活性炭纤维空气净化剂材料、制备方法及其用途，属于空气净化领域。 

背景技术

目前，在我国，随着人民生活水平的提高和大量室内装修化工原料的使用，大量有机污染物也随之进入室内，这些有机挥发性化合物(VOCs)的含量远高于室外，对居民的身心健康造成了严重威胁，使得人们在长期呼吸、接触这些污染物时，能诱发头疼、呼吸不畅、皮肤瘙痒、身体乏力等诸多症状，除此之外，这些污染物也是诱发多种恶性肿瘤疾病的重要因素之一。 

VOCs的去除方法主要有活性炭吸附法、草木植物净化法、静电除尘、光催化等方法，但这些方法普遍存在一些缺陷，例如去除效率低、速度慢、制备复杂等。 

施文健等(施文健、陈轩、钟晓永、韩悦，“季铵盐型阳离子纤维素对空气的净化作用研究”，功能材料，2010年第8期)公开了一种在碱性纤维布上用季铵盐进行处理，得到季铵盐型阳离子纤维素，发现具有良好的微生物、甲醛吸附和去除性能。但该产品对甲醛的去除效率仍比较低，不能很好地消除室内污染中最为常见的甲醛污染。 

活性炭纤维是上个世纪70年代发展起来的一种新型炭质吸附材料，具有直径细、比表面积大等优点，但迄今为止，对于Gemini表面活性剂改性的活性炭纤维空气净化剂材料，仍未见有报道。同时，对于开发新的空气净化材料仍存有急切需求和要求，也是空气净化领域的研究课题之一。 

发明内容

本发明的目的是提供一种提高室内有机污染物去除和细菌杀灭性能的新型空气净化剂材料，以及其制备方法和用途。 

第一方面，本发明提供了一种Gemini表面活性剂改性的活性炭纤维空气净化剂材料。 

第二方面，本发明提供了该空气净化剂材料的制备方法，该方法包括如 下步骤： 

(1).将活性炭纤维浸泡于NaOH水溶液中2-3小时，滤出，蒸馏水洗涤，然后加入清洁剂水溶液，超声震荡，蒸馏水漂洗，然后干燥； 

(2).将步骤(1)中干燥后的活性炭纤维放于乙醇水溶液中，然后加入Gemini表面活性剂，并任选地进行酸化处理，室温下反应2-4小时； 

(3).反应完后，过滤，蒸馏水洗涤，真空干燥，得到本发明的空气净化剂材料。 

其中：所述活性炭纤维是由有机纤维经过如下步骤制得的：有机纤维用NaOH浸渍0.5-2小时，干燥得到可炭化纤维；然后将其置于氮气中加热至500-600℃达3-4小时，得到炭化纤维；将炭化纤维在氮气保护下，用H₂O/CO₂进行活化，温度为800-900℃，时间为2-4小时，得到活性炭纤维。 

所述有机纤维可为人造丝纤维、聚丙烯腈纤维、酚醛树脂纤维、沥青纤维、聚乙烯醇纤维、粘胶纤维、生物质纤维等。 

所述活性炭纤维与Gemini表面活性剂的摩尔比为2-5∶1，例如可为2∶1、3∶1、4∶1和5∶1。 

所述NaOH水溶液的浓度为1-2mol/l。 

所述清洁剂为常规使用的具有去污功能的任何清洁剂。 

所述Gemini表面活性剂为现有技术中的任何Gemini表面活性剂，例如可为下式(I)-(II)中的任何一种： 

优选为式(II)的Gemini表面活性剂。 

所述酸化处理，是加入无机酸水溶液，例如盐酸、硫酸、硝酸或磷酸以 及任何两种或多种的混合物，所述酸水溶液的质量浓度为10-30％，例如可为10％、20％和30％。 

所述真空干燥是在60-90℃的真空烘箱中干燥2-4小时，从而得到本发明的空气净化剂材料。 

本发明的有益效果： 

1.季铵盐表面活性剂的阳离子具有一定的杀菌作用，可有效地杀灭空气中病菌； 

2.通过将季铵盐表面活性剂负载在活性炭纤维上，利用活性炭纤维的强吸附作用，将有机污染物和病菌吸附到其表面上，从而利用季铵盐表面活性剂的分解和杀菌作用，消除了空气污染； 

通过这些手段和处理，使得最终的空气净化材料对空气中的有机污染物和病菌有着良好的降解效率和杀灭效果。 

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定。 

实施例1