高粘聚丙烯酰胺（HPAM）与活性炭的复合猫砂体系通过 “物理吸附 - 化学协同 - 结构优化” 三重机制实现gao效异味处理，其核心在于利用 HPAM 的粘结特性构建活性

炭分散网络，同时发挥两者在吸附能力、缓释控制及功能协同上的优势。

一、异味成分与吸附机理：从分子作用到功能协同

1. 猫砂异味的主要成分

猫咪排泄物释放的异味以氨气（NH₃）（占比 60%-70%）、硫化氢（H₂S）（15%-20%）、甲硫醇（CH₃SH）（8%-10%）及挥发性有ji酸（如乙酸、丙酸）为主。这些极性

或含硫化合物需通过物理吸附（活性炭孔隙捕获）与化学作用（HPAM 官能团结合）协同去除。

2. 复合体系的吸附机制

活性炭的物理吸附：

活性炭的微孔结构（孔径 1-2nm 占比＞60%）对小分子异味物质形成范德华力捕获，比表面积（≥1500m²/g）决定初始吸附容量（如对 NH₃的吸附量达 120mg/g）。但单

一活性炭易因湿态膨胀导致孔隙堵塞，吸附效率随使用时间下降。

HPAM 的化学协同：

HPAM 的酰胺基（-CONH₂）可与 NH₃形成氢键，羧酸基团（部分水解型 HPAM 含 - COO⁻）通过静电作用吸附 H₂S（pKa=7.0，呈弱酸性），同时其高分子链在活性炭表

面形成柔性包覆层，减少湿态下的孔隙闭合，使活性炭的有效吸附位点利用率提高 30% 以上。

网络结构强化：

HPAM 作为粘结剂将活性炭颗粒桥接成三维多孔骨架，孔径分布（50-100μm 为主）既保证排泄物快速渗透到活性炭表面，又通过颗粒间空隙延长异味分子扩散路径，增加

吸附接触时间（比传统活性炭砂延长 20%）。

二、复合体系设计：从配方到结构的定向优化

1. 核心组分配比与功能平衡

活性炭参数：

优选椰壳活性炭（中孔率 40%-50%），粒径 0.8-1.2mm（避免粉尘吸入风险），添加量 15%-20%（过高会减少结团强度）。

HPAM 改性：

采用部分水解型 HPAM（水解度 25%-30%），分子量 800-1000 万：高分子量提供粘结强度（结团抗压强度≥40N/cm²），适度水解引入羧酸基团增强对酸性异味的化学吸

附。

辅助成分：

添加 3%-5% 的凹凸棒土（多孔矿物）提高体系保水性，避免活性炭过度吸水导致 HPAM 粘结失效；0.5%-1% 的柠檬酸作为 pH 调节剂，将猫砂表面 pH 控制在 6.5-7.5（

抑制 NH₃挥发的zui佳区间）。

2. 结构调控与吸附动力学优化

造粒工艺：

采用 “喷雾干燥 - 二次造粒” 法，先将 HPAM 溶液（浓度 1.5%-2%）与活性炭混合喷雾形成初粒（粒径 0.5-1mm），再经滚圆机处理使表面形成 “微凸结构”，增加活

性炭暴露面积（比表面积利用率从 70% 提高到 85%）。

湿态吸附强化：

HPAM 吸水后形成的水合凝胶层作为 “异味分子传输通道”，其亲水性使液态排泄物中的异味成分（如溶解态 H₂S）快速扩散到活性炭表面，吸附速率比干态提高 40%（20 

分钟内吸附率达 90%）。

三、除臭性能提高路径：从静态吸附到动态缓释

1. 长效除臭机制

吸附 - 缓释平衡：

HPAM 对活性炭的包裹作用减缓异味分子脱附，使复合猫砂的异味持续控制时间达 7-10 天（传统活性炭砂仅 3-5 天）。当环境湿度＞60% 时，HPAM 水合层膨胀释放部分

吸附的水分，促进活性炭微孔再生，实现 “湿度响应型” 吸附循环。

微生物抑制：

HPAM 与活性炭表面负载 0.1%-0.3% 的纳m氧化锌，通过光催化作用分解残留有ji物（如粪臭素），减少微生物繁殖产生的二次异味，使xi菌总数较传统猫砂减少 60%（GB/T

 23747-2009 标准）。

2. 关键性能测试

氨气吸附率：

参照 ASTM D6670 标准，在 1m³ 密闭舱内放置 500g 猫砂，加入 10ml 模拟尿液（含 1% NH₄Cl），2 小时后检ce舱内 NH₃浓度。复合猫砂的吸附率可达 92%（传统膨润

土砂仅 65%）。

除臭持久性：

循环使用测试中，每 3 天补充 20g 新砂，持续使用 21 天后，NH₃吸附率仍保持在 80% 以上，优于单一活性炭砂（14 天后降到 60%）。

四、环保与实用性平衡：从生产到应用的全链条考量

1. an全性设计

无du性验证：

选用食品级 HPAM（残留单体≤0.05%），活性炭经酸洗去除重金属（铅≤0.1ppm，砷≤0.05ppm），符合美国 FDA 宠物用品an全标准（21 CFR 177.1520）。

可冲散性保持：

HPAM 用量控制在 1%-1.5%，搭配 10%-15% 的淀粉基辅料，使结团在水中的崩解时间≤60 秒（参照 T/CAS 540-2021 标准），且崩解后颗粒＞2mm 的比例＜5%，避免

管道堵塞。

2. 成本与产业化可行性

原料替代：

活性炭占比控制在 20% 以内，通过 HPAM 的gao效粘结作用减少膨润土用量（从传统砂的 30% 降到 20%），综合成本较市售高端活性炭猫砂减少 10%-15%。

生产工艺适配：

现有猫砂生产线只需增加 “活性炭预处理”（酸洗活hua）和 “精que混料” 环节，设备改造成本低（＜50 万元 / 条生产线），适合规模化生产。

五、从单一吸附到系统除臭的创新突破

HPAM - 活性炭复合猫砂通过材料复配与结构设计，实现了 “高强度结团 - gao效异味吸附 - an全环保” 的性能耦合，其核心优势在于利用 HPAM 的粘结与化学作用ji活活

性炭的潜在吸附能力，同时解决传统猫砂的功能割裂问题。未来需进一步优化生物相容性与循环利用技术，推动宠物用品向 “功能集成化、环境友好化” 升级，满足全球宠

物市场对健康与清洁的高阶需求。