空气净化剂及其制备方法以及空气净化模块技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种空气净化剂及其制备方法
以及空气净化模块。
背景技术
挥发性有机化合物(volatile organic compounds，简称VOC)，是空气中
有机污染物中影响较为严重的一种，由于它们单独的浓度低，但种类多，一般
不予逐个分别表示，以TVOC表示其总量。TVOC包括甲醛、苯、对/间/邻二
甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、三氯乙烯、三氯甲烷、十一烷等。室内建筑
和装饰材料是空气中TVOC的主要来源。
冰箱的功能是提供低温环境以延长物品的保存时间。对于冰箱内部环境而
言，目前主要考虑食品保鲜、除菌除味等。对于冰箱本体产生的VOC尚没有
引起足够的重视，因此并未有针对性地进行处理。随着消费者健康意识的加强，
用户不仅关注外观带来的视觉冲击，更加关注产品对健康的影响。
目前，市场上出现一些用来对空气进行净化的空气净化剂，如活性炭以及
一些以植物提取物为基础的甲醛清除剂等。但对于这些空气净化剂而言，其仅
适合吸附空气中的部分VOC，并且吸附效果也有待于进一步提高。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一
种能够吸附多种VOC和/或能够有效降低空气中的VOC含量的空气净化剂。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种该空气净化剂的制备方法。
本发明第三方面的一个目的是要提供一种具有该空气净化剂的空气净化
模块。
按照本发明的第一方面，提供了一种空气净化剂，包括以下重量份配比的
原料：改性活性炭50～70重量份；介孔聚二乙烯基苯30～50重量份；纳米缓释
载体20-25重量份；常春藤提取物0.25～0.65重量份；以及芦荟提取物0.55～1.25
重量份。
可选地，其中所述纳米缓释载体为纳米多孔淀粉、纳米二氧化硅、纳米碳
酸钙或纳米氧化钙。
可选地，所述纳米缓释载体为纳米碳酸钙。
按照本发明的第二方面，提供了一种空气净化剂的制备方法，其中所述空
气净化剂为如前任一项所述的空气净化剂，所述制备方法包括：
一次混合步骤：将常春藤提取物和芦荟提取物与纳米缓释载体预先混合以
形成预混物；和
二次混合步骤：将所述预混物与介孔聚二乙烯基苯和改性活性炭混合，从
而获得所述空气净化剂。
可选地，在所述一次混合步骤中，所述常春藤提取物、所述芦荟提取物与
所述纳米缓释载体在50～70℃的密闭容器中充分搅拌混合以形成所述预混物。
可选地，所述一次混合步骤中，所述常春藤提取物、所述芦荟提取物与所
述纳米缓释载体在55～65℃的密闭容器中充分搅拌混合以形成所述预混物。
可选地，在所述二次混合步骤之前还包括：
静置步骤：将所述密闭容器中的所述预混物在室温下静置一预定时间。
按照本发明的第三方面，提供了一种空气净化模块，其包括如前任一所述
的空气净化剂。
按照本发明的第三方面，还提供了一种空气净化模块，其包括按照如前任
一所述的制备方法制得的空气净化剂。
可选地，所述空气净化模块还包括：防水透气袋，所述空气净化剂设置在
所述防水透气袋内，其中
所述防水透气袋由防水透气无纺布制成，且所述防水透气无纺布由最内层的
PP纺粘无纺布、中间层的PE高分子透气膜以及最外层的PP纺粘无纺布组成。
本发明实施例通过合理选取空气净化剂的原料种类以及原料配比，至少存
在以下技术效果：
1)清除有害气体范围广：可降低室内空气中甲醛、苯、甲苯、苯乙烯、
乙苯、二甲苯、硝基苯、二氧化硫、氯乙烯等有害气体的含量，能够有效降低
空气中的VOC含量。本发明的空气净化剂1小时内对有害气体的吸附率可达
15％以上。
2)杀菌抑菌：常春藤提取物和芦荟提取物，在清新空气的同时，可有效
杀灭空气中各种有害细菌和病毒，减少各种传染病的发生，有益人体健康。
3)持续时间长：本发明利用纳米缓释载体预先吸附常春藤提取物和芦荟
提取物，可使常春藤提取物和芦荟提取物吸附在纳米缓释载体的分子间，利用
纳米缓释载体的缓释功能向外界缓慢释放，从而使得本发明的空气净化剂具有
较长的使用寿命。避免春藤提取物和芦荟提取物在相对较短的时段内迅速挥
发，导致空气净化剂的吸附能力大幅下降。
4)本发明的空气净化剂特别适合应用于冰箱中，以除去冰箱本身的材料、
零部件挥发出的异味气体及有害气体。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会
更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体
实施例。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的空气净化剂的制备方法的示意性流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的空气净化剂的制备方法的示意性流程图。
具体实施方式
本发明实施例的空气净化剂，包括以下重量份配比的原料：改性活性炭
50～70重量份；介孔聚二乙烯基苯(PDVB)30～50重量份；纳米缓释载体20～25
重量份；常春藤提取物0.25～0.65重量份；以及芦荟提取物0.55～1.25重量份。
本发明实施例所用原料均可在市场上采购到。
其中介孔聚二乙烯基苯优选采用溶剂热法自行合成。具体地，将20g二乙
烯基苯(DVB)溶于400ml四氢呋喃(THF)中，再加入0.5g的偶氮二异丁
腈(AIBN)，室温下搅拌4h后移入晶化釜，110℃晶化48h，冷却，得到颗粒
状的介孔聚二乙烯基苯树脂。制备的树脂孔径3-5nm，比表面积1219m2/g，孔
容1.2cm2/g。其中二乙烯基苯可购自美国Sigma-Aldrich公司；四氢呋喃可购
自国药集团化学试剂有限公司(AR)；偶氮二异丁腈可购自上海试四赫维化
工有限公司(CP)。介孔聚二乙烯基苯树脂主要吸收芳香类浓度较高的大分子
气体，如苯、甲苯、苯乙烯、乙苯、二甲苯、硝基苯等。
改性活性炭优选为利用NaOH对活性炭改性获得的。改性活性炭主要吸收
二硫化碳、甲醛、氯乙烯等浓度较低的小分子气体。
常春藤提取物和芦荟提取物优选购自西安锐博生物科技有限公司。其中常
春藤提取物中有效物质纯度为98％，芦荟提取物中有效物质纯度为99％(有
效物质分别为常春藤原液、芦荟原液，纯度含量来源于商品标识)。常春藤提
取物和芦荟提取物主要吸收苯乙烯、二甲苯、甲苯等。
纳米缓释载体为纳米级粉末状，具有较强的吸附性，可以将常春藤提取物
和芦荟提取物附着在其分子间起缓释剂作用。纳米缓释载体可以为纳米多孔淀
粉、纳米二氧化硅，纳米碳酸钙或纳米氧化钙，或者也可为其他具有吸附功能
的纳米多孔材料。在本发明优选实施例中，纳米缓释载体为纳米碳酸钙。纳米
碳酸钙具有较大孔隙率、大比表面积等特性，使其成为常春藤提取物和芦荟提
取物的理想载体。
本发明的空气净化剂可清除范围较广的有害气体，可降低室内空气中甲
醛、苯、甲苯、苯乙烯、乙苯、二甲苯、硝基苯、二氧化硫、氯乙烯等有害气
体的含量，能够有效降低空气中的VOC含量。
在替代性实施例中，本发明实施的空气净化剂的原料不局限于以上列出的
五种，还可包括其他多孔结构的吸附材料。
图1是根据本发明一个实施例的空气净化剂的制备方法的示意性流程图。
参见图1，本发明实施例的制备方法可包括：一次混合步骤S102和二次混合步
骤S104。
一次混合步骤S102：将常春藤提取物和芦荟提取物与纳米缓释载体预先混
合以形成预混物。
二次混合步骤S104：将前述预混物与介孔聚二乙烯基苯和改性活性炭混
合，从而获得本发明实施例的空气净化剂。
本申请的发明人发现，由于常春藤提取物和芦荟提取物本身容易团聚不易
分散，如果直接将其与改性活性炭和介孔聚二乙烯基苯混合，会使常春藤提取
物和芦荟提取物在空气净化剂中分散不均，这一方面会导致空气净化剂的吸附
效果不稳定；另一方面会增加常春藤提取物和芦荟提取物的使用含量，降低其
利用率。此外，常春藤提取物和芦荟提取物会被改性活性炭和介孔聚二乙烯基
苯的介孔吸附，阻碍改性活性炭和介孔聚二乙烯基苯对有害气体的吸附，从而
降低空气净化剂的吸附率。
因此，在本发明中，特别地先利用纳米缓释载体预先吸附常春藤提取物和
芦荟提取物，而后再与介孔聚二乙烯基苯和改性活性炭混合，从而一方面，可
以使得常春藤提取物和芦荟提取物均匀地吸附在纳米缓释载体之间，利用纳米
缓释载体的缓释功能向外界缓慢释放，从而使得本发明的空气净化剂具有较长
的使用寿命；另一方面，吸附了常春藤提取物和芦荟提取物的纳米缓释载体进
而与介孔聚二乙烯基苯和改性活性炭均匀地混合，有利于使制得的空气净化剂
中各组分分布均匀，保证空气净化剂吸附效果的稳定性，提高空气净化剂的利
用率。
在一些实施例中，在一次混合步骤S102中，可以将常春藤提取物和芦荟
提取物与纳米缓释载体在常温下混合以形成预混物。
在本发明优选的一些实施例中，在一次混合步骤S102中，常春藤提取物、
芦荟提取物与纳米缓释载体可在50～70℃的密闭容器中充分搅拌混合以形成前
述预混物。
在一次混合步骤S102中，可将长春藤提取物和芦荟提取物滴入纳米缓释
载体粉末中。本申请的发明人发现，混合温度对于长春藤提取物、芦荟提取物
和纳米缓释载体粉末的混合效果有一定的影响，适当的温度范围可促进长春藤
提取物和芦荟提取物的分散。其中在50～70℃温度范围内(例如50℃、52℃、
54℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃、68℃、70℃等)，常春藤提取物和芦
荟提取物在纳米缓释载体中的分散性较好；进一步地，在55～65℃温度范围内，
常春藤提取物和芦荟提取物在纳米缓释载体中的分散性要更好一些；更进一步
地，在60℃时，常春藤提取物和芦荟提取物在纳米缓释载体中的分散性进一步
提高。
在本发明实施例的制备方法中，通过一次混合步骤S102，可以使常春藤提
取物和芦荟提取物更加均匀地承载在纳米缓释载体上，从而进一步提高空气净
化剂的吸附性能。
图2是根据本发明一个实施例的空气净化剂的制备方法的示意性流程图。
参见图2，在优选的实施例中，二次混合步骤S104之前还可包括：静置步骤
S103：将前述密闭容器中的前述预混物在室温下静置预设时间，之后再执行二
次混合步骤S104。该预设时间例如可设置为0.5～3h。对于静置步骤S103，其
主要有两个作用：一是使常春藤提取物和芦荟提取物被纳米缓释载体缓慢吸
附，二是对前述预混物进行自然降温。
本申请的发明人通过对各原料的选取、加料量及加料顺序、各制作步骤，
特别是其中的一次混合步骤进行反复尝试，使得利用本申请的制备方法制成的
空气净化剂具有较好的吸附效果，同时还具有较长的使用寿命。
在一些更具体的实施例中，空气净化剂的原料配比以及制备方法可以参照
表1中的实施例1-10。表1中还提供了实施例11-12以供比较。其中，纳米缓
释载体为纳米碳酸钙；PDVB为利用前述溶剂热法制备。对于实施例10的空
气净化剂，其在制备的过程中将所有原料一起混合，省略了一次混合步骤。
表1
实施例1-12制备的空气净化剂的吸附性能测试如表2，其中吸附率＝(吸
附前浓度-吸附后浓度)/吸附前浓度。
表2
从表2可以看出，根据实施例1-10可知，根据本发明实施例的空气净化剂
在1小时的时间内对有害气体的吸附率可达15％以上。此外，根据实施例1、
5-9可知，一次混合温度在60℃时，相比其他温度具有更好的吸附效率；一次
混合温度在55℃、65℃时，相比在50℃、70℃、80℃具有更好的吸附效率；
一次混合温度在50℃、70℃时，相比在80℃具有更好的吸附效率。此外，根
据实施例1、5-9和实施例10可知，在制备过程中，省略第一混合步骤制得的
空气净化剂的吸附效率比按照两次混合步骤制得的空气净化剂的吸附效率明
显要小。根据实施例10和11可知，不添加纳米缓释载体而添加了常春藤提取
物和芦荟提取物的空气净化剂的吸附效率比同时添加纳米缓释载体、常春藤提
取物和芦荟提取物的空气净化剂的吸附效率明显要小。根据实施例12和实施
例1、5-11可知，不添加常春藤提取物和芦荟提取物的空气净化剂的吸附效率
比添加常春藤提取物和芦荟提取物的空气净化剂的吸附效率明显要小。
按照本发明优选的制备方法，例如一次混合步骤中，常春藤提取物、芦荟
提取物与纳米缓释载体的混合温度为55～65℃时，制备的空气净化剂的吸附效
率可达17％以上，达到了令人比较满意的程度。
此外，测试表明，即使空气净化剂具有本申请中列出的五种组分，但这五
种组分的配比在本申请所限定的范围之外，则其在1小时的时间内对有害气体
的吸附率均小于15％。
此外，将实施例1和实施例11的空气净化剂在室内放置1个月，再次测
试两者在1小时的时间内对有害气体的吸附率。测试表明，实施例1的空气净
化剂在1小时的时间内对有害气体的吸附率为6.8％，实施例11的空气净化剂
在1小时的时间内对有害气体的吸附率为2.3％。由此可见，本申请的空气净
化剂在较长的时间内均具有显著的吸附率，具有较长的使用寿命。
由此可见，具有本发明的重量份配比的原料的空气净化剂，特别是按照本
发明的制备方法制备的空气净化剂，具有较好的吸附效率和较长的使用寿命。
本发明还提供了一种空气净化模块，其包括根据本发明实施例的空气净化
剂，或包括按照前述的制备方法制得的空气净化剂。
在一些实施例中，空气净化模块还可包括：防水透气袋，空气净化剂设置
在防水透气袋内。防水透气袋可由防水透气无纺布制成，且防水透气无纺布由
最内层的PP纺粘无纺布、中间层的PE高分子透气膜以及最外层的PP纺粘无
纺布组成。最内层的PP纺粘无纺布、中间层的PE高分子透气膜以及最外层
的PP纺粘无纺布可热轧为一体。
本申请的发明人经过试验发现，本发明实施例的空气净化模块特别适合应
用于冰箱中，以除去冰箱本身的材料、零部件挥发出的异味气体及有害气体。
空气净化模块可设置在冰箱的储物间室或用于向储物间室供应冷却空气的送
风风道中，以去除流经其的空气中的VOC。实验表明，本发明实施例的空气
净化剂在1小时的时间内对冰箱内的有害气体的吸附率可达20％以上。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的
多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本
发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因
此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。