本发明专利技术涉及一种吸附空气中有毒有害气体（甲醛、氨、苯、TVOC等）、异味、水份的无机硅纳米吸附剂及其制备方法。所述吸附剂的化学组成及其质量百分比是：Fe₂O₃：0.020-0.024%，Al₂O₃：0.11-0.15%，CaO：0.022-0.026%，SiO₂：95.10-95.30%，余量为烧失量；所述吸附剂的比表面积为200㎡/g-2000㎡/g，平均孔径为0.5nm-20nm，总孔容为0.1ml/g-10ml/g。所述吸附剂具有化学性质稳定、吸附性能高、热稳定性好、机械强度较高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有害气体吸附材料，具体是一种吸附空气中的有毒有害气体（甲醛、 氨、苯、TV0C等)、异味、水份的。
技术介绍
目前，对有害气体的处理有化学吸附和物理吸附等手段，化学吸附较常见的是高 锰酸钾负载的活性氧化铝材料，以氧化铝为载体，以高锰酸钾为活性物质，但是高锰酸钾本 身具有腐蚀性，对组织有刺激性，易污染皮肤致黑色，口服黏膜黑染，胃出血，肝肾损害等， 高锰酸钾致死量约为10克。物理吸附以活性炭及其衍生产品为主要代表，但是活性炭易 燃，属于危险品，并且携带大量黑色粉尘，会污染室内、车内环境，带来安全隐患。 现有的空气净化器，主要采用臭氧净化技术、负离子除尘技术和高压静电技术，臭 氧技术具有杀菌、除臭作用，但对有机污染物的去除效率低；另外，臭氧本身对人体和环境 有害。负离子和高压静电技术是一种物理作用，能去除空气中的烟尘，但对化学、生物、微生 物等造成的污染无法去除净化。在空气净化器产品构造中，内部填充的活性炭承担吸附甲 醛的主要功能，但是因活性炭本身存在吸附饱和值，并且吸附前后无变化，让使用者无法做 出正确辨别，电子元件又不方便拆卸更换，久而久之，产品会成为一件高价购买的装饰品。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种含有大量纳米级微孔结构的无机 硅纳米吸附剂及其制备方法，主要解决室内、车内等相对封闭环境中有毒有害气体（甲醛、 氨、苯、TV0C等)、异味及潮气对人类生活中的危害，具有化学性质稳定、吸附性能高、热稳定 性好、机械强度较高的特点。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种无机硅纳米吸附剂，所述吸附剂的化学组成及其质量百分比是：Fe2 0 3 : 0· 020-0. 024%，A1 2 0 3 :0· 11-0. 15%，CaO:0· 022-0. 026%，SiO2 :95· 10-95. 30%，余量为烧 失量；所述吸附剂的比表面积为200m2 /g-2000m2 /g，平均孔径为0. 5nm-20nm，总孔容为 0·lml/g-10ml/g〇 优选地，所述吸附剂的化学组成及其质量百分比是：Fe2 0 3 :0. 022%，A1 2 0 3 : 0. 13%，CaO:0. 024%，SiO2 :95. 18%，烧失量：4. 644% ;所述吸附剂的比表面积为 750-900m2 /g，平均孔径为1. 0-2. 5nm，总孔容为(λ35-0. 5ml/g。 上述无机硅纳米吸附剂无毒、无味、无色或白色，固体球形、半球形、块状、不规则 块状、粉状，不可燃、不溶于水、不挥发。 上述无机娃纳米吸附剂的制备方法，按下述步骤进行： (1)原料制备：以特殊工艺制备硫酸溶液，其中硫酸质量比浓度为5-40%，以特殊工艺 制备硅酸钠溶液，其中硅酸钠质量比浓度为5-50%。在5°C_80°C的环境下，在l_15MPa的压 力下喷出，在空气中造粒，进行雾化； (2) 雾化：将配比溶液喷出至常温空气环境中，溶液凝结雾化，撒入接收器，接收器中水 含酸的质量比浓度为10 8·5%-ι〇3% ; (3) 变温静置：无机硅纳米吸附剂的静置时间为4. 5min-15h，静置温度为5-85Γ，分阶 段逐渐加温静置，以更好的使产品配合活化完成产品技术要求； (4) 活化： A. 酸活化：使用交换酸进行酸泡，酸泡温度10_90°C，酸泡时间l_12h，交换酸的质量比 浓度为〇. 02%_10%，交换酸的最高液面高出凝胶最高面的高度为5-60cm; B. 水活化：采用纯净水浸泡，并且鼓气使无机硅与水充分接触，温度为20-90°C; C. 酸浸泡：水含酸的质量比浓度为10 \-0. 001% ; D. 高温活化：在温度为50-200°C高温活化，加热减量过程中环境的湿度0. 1%-99%。 (5)加强：重复步骤（4)A、（4)B，加强制备环节中指标及数据控制精度，使无机硅 纳米吸附剂比表面积为200m2/g-2000m2/g，平均孔径为0. 5nm-20nm，总孔容为0.lml/ g-10ml/g〇 优选地，步骤（1)中硅酸钠模数为3· 25-3. 45。 优选地，步骤（2)中酸含量的质量浓度比为10 5%-10 s·5%。 优选地，所述步骤（4)A中交换酸的质量比浓度为0. 8%-6%，酸泡温度为40-50°C， 酸泡时间2-8h。 优选地，所述步骤（4)A中交换酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸或柠檬酸中的一种或几 种，酸的质量比浓度为〇. 〇2%-6%。 优选地，所述步骤（4)B中一次扩孔的温度为40-60°C。 优选地，所述步骤（4)C中酸的质量比浓度为10 7%-10 5%。 优选地，所述步骤（4)D中烘干温度为70-140°C，湿度为0. 5%-80%。 采用上述技术方案的本专利技术，与现有技术相比，其有益效果是： 本专利技术所述的活性硅纳米吸附剂，无毒无害、无色无味，内部具有大量孔隙，能够吸附 空气中甲醛、甲苯、苯、氨、T0VC、异味、潮气等有毒有害气体，可用于工业、农业、汽车业、房 地产业等各个领域及行业。通过国家室内车内环境及环保产品质量监督检验中心相关测 试，24小时内对甲醛除去率达到93%，氨去除率达到91%，苯除去率达到70%，TV0C除去率达 到80%，符合食品药品安全标准，其中二氧化硅含量达到99. 5%。 下述试验可证明本专利技术所述的活性硅纳米吸附剂吸附净化效果。 试验一，在两个相同密闭的容积均为1. 5m3的测试舱中进行，一个为样品舱，另一 个为空白舱，将一定数量样品放在样品舱内；将相同的甲醛释放源(不间断缓慢释放）分别 放入两个舱内，使释放源与舱内空气混合均匀，趋于平衡，采样检测舱内空气中甲醛浓度为 初始浓度值；24h后分别采样测定两舱内空气中甲醛浓度值。 去除效果计算公式：y=(Ca_Cb)/Ca*100% 式中：y=除去率；Ca=24h空白舱污染物浓度值；Cb=样品舱污染物浓度值。 试验结果见下表：试验二，在两个相同密闭的容积均为1. 5m3的测试舱中进行，一个为样品舱，另一个为 空白舱，将一定数量样品放在样品舱内；将相同的氨释放源(不间断缓慢释放）分别放入两 个舱内，使释放源与舱内空气混合均匀，趋于平衡，采样检测舱内空气中氨浓度为初始浓度 值；24h后分别采样测定两舱内空气中氨浓度值。 去除效果计算公式：y=(Ca_Cb)/Ca*100% 式中：y=除去率；Ca=24h空白舱污染物浓度值；Cb=样品舱污染物浓度值。 试验结果见下表：试验三，在两个相同密闭的容积均为1. 5m3的测试舱中进行，一个为样品舱，另一个为 空白舱，将一定数量样品放在样品舱内；将相同的苯释放源(不间断缓慢释放）分别放入两 个舱内，使释放源与舱内空气混合均匀，趋于平衡，采样检测舱内空气中苯浓度为初始浓度 值；24h后分别采样测定两舱内空气中苯浓度值。 去除效果计算公式：y=(Ca_Cb)/Ca*100% 式中：y=除去率；Ca=24h空白舱污染物浓度值；Cb=样品舱污染物浓度值。 试验结果见下表：试验四，在两个相同密闭的容积均为1. 5m3的测试舱中进行，一个为样品舱，另一个为 空白舱，将一定数量样品放在样品舱内；将相同的TV0C释放源(不间断缓慢释放）分别放入 两个舱内，使释放源本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无机硅纳米吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的化学组成及其质量百分比是：Fe₂O₃：0.020‑0.024%，Al₂O₃：0.11‑0.15%，CaO：0.022‑0.026%，SiO₂：95.10‑95.30%，余量为烧失量；所述吸附剂的比表面积为200㎡/g‑2000㎡/g，平均孔径为0.5nm‑20nm，总孔容为0.1ml/g‑10ml/g。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国齐，左立祥，李天泽，
申请(专利权)人：唐山市宏林硅胶有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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