技术领域
本发明属于化学化工领域，具体涉及一种环保型高效光触媒甲醛清除 剂，该清除剂主要适用于清除室内空气、人造板材、壁纸和纺织品中游离的 甲醛。
背景技术
甲醛是一种无色、易溶的刺激性气体，是公认的强毒物质,对人体的毒 害具有强毒性，被世界卫生组织(WHO)确定为可疑致畸、致癌物质。甲醛 可经呼吸道吸收，并通过使组织活性氧增加、脂质过氧化反应、影响机体的 免疫系统等方式损伤机体，引起支气管哮喘等；甲醛对皮肤黏膜也具有刺激 作用，可引起过敏性皮炎、色斑、肌肤坏死等；除外，甲醛还具有强烈的致 癌性，可引起鼻癌、血癌等。而且，高浓度甲醛对呼吸系统、神经系统、免 疫系统、肝脏都有危害。由此可见，甲醛尤其是高浓度的甲醛，会严重危及 人体健康，不得不让人高度重视。
危害人身的甲醛，主要来源于如下几个途径：
其一，源于居室装修造成的室内空气甲醛污染
中华人民共和国《居室空气中甲醛卫生标准》(GB/T 16127-1995)规定， 居室内甲醛量的容许浓度上限为0.08mg/m3，但一般住宅装修后甲醛浓度平 均为0.2mg/m3，最高可达0.81mg/m3，严重超标。
其二，源于人造板材、装修材料、纺织品中游离出来的甲醛污染
甲醛作为化工原料，可用于合成各种粘合剂、涂料或纺织助剂。以甲醛 为原料合成的各类化工产品，如装修中使用的胶合板、刨花板等人造板材， 墙纸、墙布以及油漆等装修材料，或者纺织品等，在使用中都会有残留的甲 醛游离出来。
对于上述两类甲醛污染，目前市场上甲醛清除剂产品，通常依据物理吸 附或化学吸附的处理方式来消除残留甲醛，但会存在如下技术缺陷：
(1)采用物理吸附的，如活性炭、竹炭等，吸附量有限，且使用不便， 经常需要更换，形成二次污染；
(2)采用化学吸附的，虽然处理甲醛效果好，但清除剂中加入的化合物 毒性较大，不够环保，如申请号为201410542797.8的中国发明专利公开了一 种甲醛清除剂，含有酰肼(肼类化合物，具有甲醛清除效果)，使用中存在 游离肼，有毒，长期使用后会造成环境污染，且影响居室内的用户健康；
(3)部分市售产品的使用效果会受到应用环境的限制，多数甲醛清除剂 中含有二氧化钛，如申请号为201210279279.2的中国发明专利公开了一种室 内甲醛污染清除触媒，含有二氧化钛、草酸二酰肼等，由于二氧化钛是紫外 光催化剂，因此在自然光或无光条件下，甲醛的去除效果极为有限，具有应 用局限性。
综上所述，如何对现有市场上甲醛清除剂的不足之处进行改进，开发出 一种高效、环保的甲醛清除剂，是本领域技术人员急需解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，所含成分无毒环保，能 够高效地清除甲醛，适用范围广，解决了上述现有技术所存在的缺陷。
为实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂5～15％、甲醛捕获剂5～10％、光触媒1～8％、纳米银胶 0.1～0.5％、余量为纯水。
丝素肽基表面活性剂以脂肪链为疏水基，丝肽链为亲水基，它们通过酰 胺键连接。可以参照申请号为201210121768.5的专利申请说明书第1-2页第 【0006】至【0009】段进行制备：将由天然茧丝制得的丝素蛋白进行水解， 得到分子量为300～3000的丝素肽；再将丝素肽与脂肪酰氯进行反应，得到 丝素肽基表面活性剂。
优选的，丝素肽基表面活性剂的脂肪链为烷烃长链；所述丝素肽基表面 活性剂进一步优选为十二至十八烷基丝素肽基表面活性剂，即使用丝素肽与 十二至十八碳烷基酰氯进行反应，例如十二烷基丝素肽基表面活性剂(丝素 肽与月桂酰氯反应制得)、十四烷基丝素肽基表面活性剂(丝素肽与肉豆蔻 酰氯反应制得)、十六烷基丝素肽基表面活性剂(丝素肽与棕榈酰氯反应制 得)、十八烷基丝素肽基表面活性剂(丝素肽与椰油酰氯反应制得)。
优选的，所述甲醛捕获剂选自5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮、1-(2-羟基乙 基)-2-咪唑烷酮中的一种或两种的混合物。更优选的，所述甲醛捕获剂由 40～60wt％的5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮和40～60wt％的1-(2-羟基乙基)-2-咪 唑烷酮共混组成。
优选的，光触媒为载铂纳米锐钛矿型二氧化钛。
载铂纳米锐钛矿型二氧化钛，在沈学优等的《载铂二氧化钛对3B艳红 染料溶液光催化降解性能的研究》(《水处理技术》2001年第27卷第1期) 中有公开了载铂锐钛矿型二氧化钛的制备方法，即以锐钛矿型二氧化钛为载 体，等体积浸渍一定浓度的氯铂酸溶液，浸渍4h后水浴蒸干，再在一定浓度 下焙烧2h，用氢气还原得载铂二氧化钛，本发明的载铂纳米锐钛矿型二氧化 钛的粒径优选为15-30nm，铂含量优选为0.05～0.4wt％，所选用的锐钛矿型二 氧化钛载体可以是通过Ti(OH)4高温焙烧后制得，也可以直接购买市售的 锐钛矿型二氧化钛获得，市售的锐钛矿型二氧化钛的型号优选为VK-TA18、 VK-TA18H、VK-TA18H。
本发明还提供了一种优选的环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量 百分比的成分组成：丝素肽基表面活性剂10～15％、甲醛捕获剂5～8％、光触 媒2～4％、纳米银胶0.1～0.5％、余量为纯水。
一种制备如前所述的环保型高效光触媒甲醛清除剂的方法，包括如下步 骤：
(1)取处方量的光触媒、纳米银胶加入到纯水中，混合搅拌20～40分 钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、甲醛捕获剂加入到纯水中，搅 拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌20～40分钟，即得。
优选的，步骤(1)和步骤(3)的搅拌时间均为30分钟。
在本发明中，
5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮，CAS号：77-71-4。
1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮，CAS号：3699-54-5。
纳米银胶，可以制备或通过市售获得。
本发明提供的环保型高效光触媒甲醛清除剂，有益效果具体如下：
(1)本产品采用的丝素肽基表面活性剂，来源于天然蚕丝；其含有大 量的氨基，无毒无害，集甲醛反应剂和表面活性剂两种功能于一身，且具有 良好的除醛性能、分散性能和渗透性能；
(2)本产品采用的光触媒选择载铂纳米锐钛矿型二氧化钛，不同于光 触媒，不受光照和温度的限制，适用条件温和，在自然光或避光条件下均有 强效的催化、氧化甲醛能力，并能将甲醛彻底转化为水和二氧化碳。
(3)本产品各组分均为安全、无毒的原料，在使用过程中不会产生二 次污染，也不会危及人身健康，经济环保、居家必备。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述，但 是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或 等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例中使用的纳米银胶参照夏传俊等的《纳米银胶与蛋白质的相互作 用及应用》(2003年6月第26卷2期)中的方法制备，1ml 1.7％AgNO3溶 液稀释至50ml，搅拌下加入1％单宁酸0.5ml，再加2-3滴1％K2CO3溶液， 得红棕色溶液，再用水稀释4倍，即得到银离子摩尔浓度为5×10-4mol/L的 纳米银胶。
实施例中使用的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛粒径为15-30nm，铂含量优 选为0.2wt％。
实施例中使用的丝素肽基表面活性剂参照申请号为201210121768.5的 专利申请说明书第3页实施例1制备，即使用分子量为2000的丝素蛋肽与椰 油酰氯反应制得的十八烷基丝素肽基表面活性剂。采用日立L8800型高速氨 基酸分析仪对氨基酸组成进行分析，氨基酸组成如下：甘氨酸79.52％，丙氨 酸15.49％，胱氨酸1.38％，天冬氨酸0.62％，苏氨酸0.39％，丝氨酸0.75％， 谷氨酸0.56％，甲硫氨酸0.10％，赖氨酸0.21％，酪氨酸0.61％，精氨酸0.11％， 缬氨基0.12％，氨(NH3)0.14％。
实施例1
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂10g、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮8g、载铂纳米锐钛矿型二 氧化钛2g、纳米银胶0.1g、纯水79.9g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到69.9g 纯水中，混合搅拌30分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮加入 到10g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌30分钟，即得成品。
实施例2
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂1500g、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮500g、载铂纳米锐钛矿 型二氧化钛400g、纳米银胶50g、纯水7550g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到6550g 纯水中，混合搅拌20分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮加入 到1000g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌40分钟，即得成品。
实施例3
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂5g、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮10g、载铂纳米锐钛矿型二 氧化钛8g、纳米银胶0.1g、纯水76.9g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到66.9g 纯水中，混合搅拌40分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮加入 到10g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌20分钟，即得成品。
实施例4
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂15g、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮5g、载铂纳米锐钛矿型二 氧化钛1g、纳米银胶0.5g、纯水78.5g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到68.5g 纯水中，混合搅拌30分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮加入 到10g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌40分钟，即得成品。
实施例5
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂10g、1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8g、载铂纳米锐钛矿型二 氧化钛2g、纳米银胶0.1g、纯水79.9g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到69.9g 纯水中，混合搅拌30分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮加入 到10g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌30分钟，即得成品。
实施例6
一种环保型高效光触媒甲醛清除剂，由如下重量百分比的成分组成：丝 素肽基表面活性剂10g、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮4g、1-(2-羟基乙基)-2-咪 唑烷酮4g、载铂纳米锐钛矿型二氧化钛2g、纳米银胶0.1g、纯水79.9g。
制备过程如下：
(1)取处方量的载铂纳米锐钛矿型二氧化钛、纳米银胶加入到69.9g 纯水中，混合搅拌30分钟，得混合液；
(2)取处方量的丝素肽基表面活性剂、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮、1-(2- 羟基乙基)-2-咪唑烷酮加入到10g纯水中，搅拌均匀，得混合液；
(3)将步骤(2)所得的混合液加入到步骤(1)所得的混合液中，搅 拌30分钟，即得成品。
测试例1
称取实施例1～6制得的甲醛清除剂各5g，置入初始浓度为46mg/m3甲 醛的5L干燥器中，然后测定干燥器内气体中甲醛浓度经时变化，测试结果 见表1。
表1测试例1结果
由表1数据可见，本发明的甲醛清除剂效果显著，尤其实施例6是使用 了5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮、1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮复配甲醛捕获剂， 其效果优于单独使用二者之一的实施例1和实施例5。
测试例2
将实施例1-6制得的甲醛清除剂涂敷到聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂无纺 布(东洋纺织株式会社制造，商品号：H3501AD)上，涂敷量为30g/m2， 在80℃下对其干燥30分钟。随后，将所述无纺布裁成9cm的正方形，制作 成试验片，然后，将该试验片放进甲醛溶度为40～50ppm的2.5L的三角烧 瓶内，放置两小时。在上述放置期间内，每过一小时便测定一下三角烧瓶内 的甲醛浓度，证实了三角烧瓶内的甲醛被涂敷在所述试验片上的所述甲醛捕 捉剂完全吸收。所述的甲醛浓度的测定是使用了气体检测管式检测器 (GASTEC公司制造，商品号：GV-100S型)和甲醛检测管(GASTEC公司制 造，商品号：91L；测定范围：0.1～40.0ppm。测试结果见表2。
表2测试例2结果
由表2数据可见，本发明的甲醛清除剂效果显著，尤其实施例6是使用 了5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮、1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮复配的甲醛捕获 剂，其效果优于单独使用二者之一的实施例1和实施例5。