一种用于去除甲醛的复合蔺草纤维材料的制备方法

摘要

本发明属于环保材料制备技术领域，公开了一种用于去除甲醛的复合蔺草纤维材料的制备方法。该方法包含以下步骤：第一步将蔺草纤维剪成一定的长度后放进烘箱中烘干备用。第二步配置反应所需的混合溶液，将蔺草纤维放入混合溶液当中，密封条件下加热，反应结束后取出蔺草纤维，充分洗涤并干燥。第三步将二氧化钛粉末和粘合剂溶于水中，并经超声波处理得到分散均匀的悬浮液；第四步将改性后的蔺草纤维置于上述的悬浮液中，浸渍一段时间后进行干燥即可得到负载二氧化钛的复合纤维。本方明制备方法简单有效，能将二氧化钛很好的负载在纤维上，可以应用于室内，车上进行甲醛的吸收。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于去除甲醛的复合蔺草纤维材料及其制备方法，属于环保材料制备技术领域。

背景技术

甲醛是一种无色，具有强烈气味的刺激性气体，能与蛋白质结合，吸入高纯度的甲醛后，会出现呼吸道的严重刺激和水肿，头痛，也可发生支气管哮喘。皮肤直接接触甲醛可引起皮炎，色斑，坏死。经常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血，皮肤刺激症等。各种人造板材中由于使用了粘合剂，因而含有甲醛。新式家具的制作，墙面，地面的装饰铺设，都要使用粘合剂，凡是大量使用粘合剂的地方，总会有甲醛的释放。因而在汽车内部存在的各种内衬材料都会释放甲醛，对人体的健康危害非常大。

现有的汽车内部并无专门去除甲醛的产品，汽车内部放有靠垫，但它们的功能单一，一般用作提升车内装饰度或者提高座驾的舒适度，并不能对汽车内部的甲醛进行去除。蔺草作为一种天然纤维，常用作编织成草席，榻榻米等纺织用品。现对其进行一定的改性处理，制作成汽车靠垫，既能提高车内的装饰度，又能吸收车内的甲醛，极大地促进了汽车行业纺织品的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种用于去除甲醛的复合蔺草纤维材料的制备方法，该方法所得材料制备过程简便，成本和能耗都较低。其具体技术方案如下：

一种用于去除甲醛的复合蔺草纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）先将蔺草纤维样品剪成一定的长度放在烘箱中干燥一段时间后，取出备用；

（2）配置反应所需要的混合溶液，将样品放入溶液中，再加硫酸铝，密封条件下加热；反应结束后除去反应液，清洗，干燥；

（3）将二氧化钛粉末和粘合剂溶于水中，并经超声波处理得到分散均匀的悬浮液；

（4）将改性后的蔺草纤维置于上述的悬浮液中，浸渍超声处理一段时间后进行干燥即可得到负载二氧化钛的复合纤维。

进一步的，步骤（1）中样品长度剪成10-20cm,烘箱温度为50-100℃，干燥时间为12-24小时。

进一步的，步骤（2）中混合溶液是亚氯酸钠和冰醋酸或者氯化胆碱和草酸。

进一步的，亚氯酸钠溶液的质量分数为1-10%，冰醋酸的添加量为使混合溶液的PH值2-5，或者1:1-1:7（摩尔比）氯化胆碱和草酸的混合溶液。

进一步的，步骤（2）中加热温度为50-100℃，反应时间为8-12小时。

进一步的，步骤（2）中将样品浸没于混合溶液中，反应至样品变为白色；步骤（2）中反应后的样品依次用去离子水，无水乙醇清洗，反复清洗3次。

进一步的，步骤（2）中清洗后的样品用冷冻干燥机在-10℃— -50℃冻干12-36小时。

进一步的，步骤（3）中所述的粘合剂羧甲基纤维素钠，所述羧甲基纤维素钠的质量分数为0.5-5%，二氧化钛粉末的尺寸小于10um，二氧化钛粉末和羧甲基纤维素钠的质量比为1:40-80。

进一步的，步骤（4）中超声处理的输出功率为200-500w，浸渍12-36小时后进行干燥即可得到负载二氧化钛的纤维。

进一步的，步骤（4）中输出功率不能低于200w,浸渍时间不低于12小时。

有益效果：

蔺草的原始结构为双层多孔中空材料，经过第二步的化学改性处理后蔺草的柔韧性得到较大的提高，孔隙率也得到提高，这有利于二氧化钛粉末在纤维内部均匀的分布，进而有利于甲醛的吸附，经过第三步第四步的处理后，二氧化钛装载到蔺草的内部结构当中，可以将其应用到含有甲醛的环境当中，吸收率可以达到70%—90%。

具体实施方式

实施例1

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和30g质量分数为5.5%的聚乙烯醇，将二氧化钛粉末和聚乙烯醇加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液。第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为70%。

实施例2

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和35g质量分数为5.5%的聚乙烯醇，将二氧化钛粉末和聚乙烯醇加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为73%。

实施例3

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和40g质量分数为5.5%的聚乙烯醇，将二氧化钛粉末和聚乙烯醇加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为77%

实施例4

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和25g质量分数为3%的羧甲基纤维素钠，将二氧化钛粉末和羧甲基纤维素钠加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为80%

实施例5

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和30g质量分数为3%的羧甲基纤维素钠，将二氧化钛粉末和羧甲基纤维素钠加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为84%

实施例6

第一步取20根蔺草，将蔺草剪成15cm，在50℃的烘箱中烘10小时取出备用；第二步配置质量分数为5%的亚氯酸钠溶液，第三步在第二步配置的溶液中滴加冰醋酸溶液数滴使得溶液的pH为4，混合均匀，加入0.5g硫酸铝，第四步将第一步准备好的样品放入第三步配置好的溶液当中，将溶液放到80℃的水浴中加热5个小时。第五步将第四步充分反应后的白色样品取出，用去离子水，体积比为1：1的无水乙醇-丙酮混合溶剂清洗，重复清洗三次，最后将清洗后的样品用冷冻干燥机在-30℃冻干12小时。第六步取0.5g研磨后的二氧化钛粉末和35g质量分数为3%的羧甲基纤维素钠，将二氧化钛粉末和羧甲基纤维素钠加入500mL的去离子水中搅拌均匀后，超声处理20min后得到分散的悬浮液第七步将第五步干燥后的去离子水加入上述的悬浮液当中并放入超声仪当中进行浸渍，浸渍24h后取出，放入烘箱中，120℃干燥90min即可得到所需的负载二氧化钛的纤维。

将制得的纤维进行甲醛的吸附实验，测得甲醛的吸附率为87%。