一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法。該方法是將蒸餾水、稀硝酸、蒸餾水依次清洗粒狀活性炭、海泡石、分子篩、活性氧化鋁等多孔材料，置于特定的改性溶液中，在一定溫度下超聲振蕩一定時間，干燥、冷卻即可。本發(fā)明具有設備投資少、操作簡單、成本低等特點，所制得的改性多孔材料具有吸附性能好、去除率高、使用壽命長的特點，其中，甲醛去除率為92.5%，比未改性的增加43.6%、飽和吸附量為未改的2倍，可廣泛應用于毒氣和有害氣體防護、室內空氣多孔等領域，具有非常廣闊的應用前景。
【專利說明】一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保，具體是一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法。
【背景技術】
[0002]近年來，室內空 氣質量已成為危害人類健康安全的突出問題，受到人們的普遍重視，室內空氣污染控制技術已成為世界范圍內高度關注的熱點，促進了多孔材料在室內空氣污染控制中得到廣泛應用。
[0003]活性炭、海泡石、分子篩、活性氧化鋁等多孔材料具有豐富的微孔、較高的比表面積，能有效地吸附各種無機物和有機化合物，但由于其表面官能團的數(shù)量和種類較少或活性低、穩(wěn)定性差等原因，對空氣污染物的吸附有限，且容易解吸。通常進行改性處理以改善其吸附性能，目前主要有化學浸潰、負載光催化劑等改性方法，但各有缺陷，如:負載光催化劑方法存在反應條件苛刻、需紫外或可見光、且容易失活等問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法，該方法設備投資少，操作簡單，成本低；所制得的改性多孔材料具有吸附性能好、去除率高、使用壽命長的特點。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:
一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法，包括如下步驟:
(1)將一定粒度的多孔基體材料用蒸餾水洗滌廣5次，之后用稀硝酸清洗，再用蒸餾水清洗，在干燥箱中于5(T190°C烘干，置于干燥器中備用；
(2)在改性容器中加入一定體積的蒸餾水和改性劑，用超聲波使其溶解后，配制成濃度為0.0r5mol/L的改性溶液，改性劑的質量分數(shù)為0.05~9wt%，然后在改性溶液中加入少量穩(wěn)定劑并充分混合，穩(wěn)定劑的添加量為0.01-8 wt % ；
(3)將步驟(1)得到的多孔材料加入到步驟(2)含有改性溶液的改性容器中，調節(jié)pH值為4~9之間；
(4)將步驟(3)中的改性容器放入水浴加熱裝置中，并置于超聲波振蕩裝置中，在3(T10(TC溫度條件下超聲振蕩一定時間；
(5)將步驟(4)所得的材料取出，濾去改性液，置于加熱箱中保溫，冷卻，即可得到改性多孔材料。
[0006]步驟(1)所述的多孔基體材料為粒狀活性炭、海泡石、分子篩、活性氧化鋁的一種或一種以上的混合物。
[0007]步驟(2)所述的改性劑為胺基苯、二氯異氰脲酸鈉、碳酰胺、過硫酸鈉、高錳酸鉀、六次甲基四胺、硫酸銨、聚丙烯酰胺的一種或多種的混合物，按等摩爾比混合而成。
[0008]步驟(2)所述的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸或硅溶膠。
[0009]步驟(4)所述的超聲波振蕩裝置的振蕩頻率為20KHz飛OKHz，振蕩時間為0.1?30h ；
步驟(5)所述加熱箱內的溫度為5(T300°C，保溫0.ri8h0
[0010]本發(fā)明的積極效果是:該方法將超聲波與化學浸潰有機結合，通過在活性炭、海泡石、分子篩、活性氧化鋁等多孔材料上負載改性劑，可使空氣污染物的吸附、降解同步進行，顯著延長多孔材料的使用壽命，具有非常廣闊的工業(yè)化應用前景。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例對本
【發(fā)明內容】
作進一步的說明，但不是對本發(fā)明的限定。
[0012]實施例1
采用蒸餾水清洗粒徑為2mm的柱狀活性炭2次，之后用稀硝酸清洗，再用蒸餾水反復清洗后置于95°C下干燥，冷卻后備用；取一定量的改性劑于燒杯中采用超聲波方法使其溶解，配制成濃度為0.20mol/L的溶液，其中，改性劑為等摩爾比的六次甲基四胺、高錳酸鉀、碳酰胺，質量分數(shù)為1.6 wt % ;然后加入0.05 wt %穩(wěn)定劑乙二胺四乙酸，再將準備好的柱狀活性炭加入其中，調節(jié)PH值為6 ;將上述裝置放入超聲波振蕩器中，在90°C溫度條件下超聲振蕩0.9h ;取出柱狀活性炭，濾去改性液，晾干，置于烘箱中于85°C保溫6h，自然冷卻至室溫。
[0013]經3次平行試驗，改性柱狀活性炭的甲醛去除率為93.8 %，比未改性的增加了45.1% ;飽和吸附量為14.4ug/g，為未改性活性炭飽和吸附量的2倍。
[0014]實施例2
采用蒸餾水清洗平均粒徑為1.8mm的海泡石3次，之后用稀硝酸清洗，再用蒸餾水反復清洗后置于95°C下干燥，冷卻后備用；取一定量的改性劑于燒杯中采用超聲波方法使其溶解，配制成濃度為0.25mol/L的溶液，其中，改性劑為等摩爾比的二氯異氰脲酸鈉、六次甲基四胺、高錳酸鉀，質量分數(shù)為2.0 wt %;然后加入0.03'" %穩(wěn)定劑乙二胺四乙酸，再將準備好的海泡石加入其中，調節(jié)PH值為6 ;將上述裝置放入超聲波振蕩器中，在90°C溫度條件下超聲振蕩0.Sh ;取出海泡石，濾去改性液，晾干，置于烘箱中于90°C保溫5h，自然冷卻至室溫。
[0015]經3次平行試驗，改性海泡石的甲醛去除率為92.5 %，比未改性的增加了 43.6% ；飽和吸附量為12.4ug/g，為未改性海泡石飽和吸附量的1.6倍。
[0016]實施例3
采用蒸餾水清洗粒徑為1.5mm的活性氧化鋁2次，之后用稀硝酸清洗，再用蒸餾水反復清洗后置于95°C下干燥，冷卻后備用；取一定量的改性劑于燒杯中采用超聲波方法使其溶解，配制成濃度為0.18mol/L的溶液，其中，改性劑為等摩爾比的胺基苯、六次甲基四胺、硫酸銨，質量分數(shù)為1.8 wt % ;然后加入0.06 wt %穩(wěn)定劑乙二胺四乙酸，再將準備好的活性氧化鋁加入其中，調節(jié)PH值為6 ;將上述裝置放入超聲波振蕩器中，在90°C溫度條件下超聲振蕩0.7h ;取出活性氧化鋁，濾去改性液，晾干，置于烘箱中于90°C保溫5.5h，自然冷卻至室溫。
[0017]經3次平行試驗，改性活性氧化鋁的甲醛去除率為93.1 %，比未改性的增加了44.2% ;飽和吸附量為13.2ug/g，為未改性活性氧化鋁飽和吸附量的1.8倍。
【權利要求】
1.一種高效去除空氣污染物的多孔材料的改性方法，其特征是:包括如下步驟: (1)將一定粒度的多孔基體材料用蒸餾水洗滌廣5次，之后用稀硝酸清洗，再用蒸餾水清洗，在干燥箱中于5(T190°C烘干，置于干燥器中備用； (2)在改性容器中加入一定體積的蒸餾水和改性劑，用超聲波使其溶解后，配制成濃度為0.0r5mol/L的改性溶液，然后在改性溶液中加入少量穩(wěn)定劑并充分混合； (3)將步驟(1)得到的多孔材料加入到步驟(2)含有改性溶液的改性容器中，調節(jié)pH值為4~9之間； (4)將步驟(3)中的改性容器放入水浴加熱裝置中，并置于超聲波振蕩裝置中，在3(T10(TC溫度條件下超聲振蕩一定時間； (5)將步驟(4)所得的材料取出，濾去改性液，置于加熱箱中保溫，冷卻，即可得到改性多孔材料。
2.根據權利要求1所述的改性方法，其特征是:步驟(1)所述的多孔基體材料為粒狀活性炭、海泡石、分子篩、活性氧化鋁的一種或一種以上的混合物。
3.根據權利要求1所述的改性方法，其特征是:步驟(2)所述的改性劑為胺基苯、二氯異氰脲酸鈉、碳酰胺、過硫酸鈉、高錳酸鉀、六次甲基四胺、硫酸銨、聚丙烯酰胺的一種或多種的混合物，按等摩爾 比混合而成，改性劑的質量分數(shù)為0.05、wt%。
4.根據權利要求1所述的改性方法，其特征是:步驟(2)所述的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸或硅溶膠，穩(wěn)定劑的添加量為0.01~8 wt %。
5.根據權利要求1所述的改性方法，其特征是:步驟(4)所述的超聲波振蕩裝置的振蕩頻率為20KHz~60KHz，振蕩時間為0.1~30h。
6.根據權利要求1所述的改性方法，其特征是:步驟(5)所述加熱箱內的溫度為50~300°C，保溫 0.1~18h。
7.用權利要求1-6之一所述的改性方法制備的能高效去除空氣污染物的改性多孔材料。
【文檔編號】B01J20/20GK103977761SQ201410202342
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權日:2014年5月14日
【發(fā)明者】蒙冕武, 劉明登, 劉慶業(yè), 鄧希敏 申請人:廣西師范大學