[发明专利]一种黑滑石基复合空气净化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黑滑石基复合空气净化剂及其制备方法，属于非金属矿物综合利用领域。具体为：经过球磨后的黑滑石，进行刻蚀以增加黑滑石的比表面积以及孔隙率，使黑滑石表面富含活性官能团，之后进行接枝，接枝上活性基团，使其对甲醛的吸附量增加，最后与丝光缙云沸石复配造粒成为小型微球。有效利用黑滑石的类石墨烯层、层状片状结构等优点。制备工艺流程简单，原料廉价易得，吸附效果好，生产规模易于操控，绿色环保，不会产生二次污染。本发明为吸附剂生产领域提供了新的方向，降低了现有吸附剂的成本，同时为提高黑滑石矿的综合利用提供了有效并且经济实用的途径。

技术领域

本发明属于非金属矿物综合利用领域，具体的涉及一种黑滑石基复合空气净化剂及其制备方法。

背景技术

室内最主要的污染源为甲醛，国家卫生标准规定室内甲醛浓度不得超过0.08mg/m³，尤其是在装修后的房间，甲醛浓度严重超标，对人体健康带来极大的影响，现阶段商用的甲醛吸附剂几乎都是活性炭包，但是活性炭包吸附容量较小，难以再生，使得去甲醛不彻底，还有成本高的问题。

黑滑石矿的颜色为黑色，其化学组成较纯，颗粒细小，具片状结构，比表面积较高，同时不含石棉类有害矿物，而且其储量巨大，开采成本较低，价格便宜，被广泛用于陶瓷、造纸、填料等工业产品中。现如今黑滑石的产品绝大部分都是填料等低端产品，在其他高端科技领域中仍有很大的发展空间。能够合理利用黑滑石的性质进行改性，提高黑滑石在其他方面上的性能。此举不但符合我国新型工业化道路与可持续发展战略，还能拓宽黑滑石的应用领域，增加黑滑石产业带来的经济效益。

发明内容

针对现在活性炭甲醛吸附剂的开发成本较高，吸附量较低的问题，本发明提供一种黑滑石基复合空气净化剂的制备方法。该空气净化剂经过刻蚀、接枝、复配等步骤合成，操作工艺简单，对甲醛等空气极性污染物的吸附效果好，回收效率高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种黑滑石基复合空气净化剂，所述黑滑石基复合空气净化剂按如下方法制备：

(1)黑滑石的刻蚀：取平均粒径为200～500nm(优选平均粒径为300～400nm)的黑滑石粉末浸入总浓度为1～4mol/L(优选2mol/L)碱性物质的水溶液中，60～90℃加热搅拌6～10小时(优选70℃加热搅拌7小时)，所得反应液A经后处理A，得刻蚀后的黑滑石粉末；所述的碱性物质的水溶液中的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化铵(氨水)中的一种或两种以上的混合物。

刻蚀的目的在于将黑滑石的片状层间的硅刻蚀掉一部分，使得黑滑石的孔道结构更加丰富，并且让黑滑石表面富含活性官能团。

(2)取步骤(1)所述的刻蚀后的黑滑石粉末于有机溶剂中，加入接枝剂，50～90℃(优选70℃)接枝反应3～8h(优选5h)，所得反应液B经后处理B，得接枝的黑滑石粉；所述的接枝剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)的一种或两种以上的混合物(优选为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)；所述的接枝剂与所述的刻蚀后的黑滑石粉末的质量比为1:1～3(优选1：1)；

接枝的目的在于将黑滑石表面富含的羟基进行接枝，接枝上活性基团，使其对甲醛的吸附量增加。

(3)步骤(2)所述的接枝的黑滑石粉、平均粒径为200～500nm(优选平均粒径为300～400nm)丝光沸石粉和粘结剂混合造粒，得到所述黑滑石基复合空气净化剂；所述接枝的黑滑石粉、丝光沸石与粘结剂的质量比为1：0.5～3：0.2～0.5(优选1:1:0.33)。

进一步，步骤(1)中所述碱性物质的水溶液的体积以所述黑滑石粉末的质量计为1～5mL/g(2.5mL/g)。