采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法。本发明专利技术主要是解决现有净化居室PM2.5和TVOC的方法存在着吸附易饱和及易使家具造成腐蚀等技术问题。本发明专利技术的技术方案是：采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：(1)处理原料；(2)漂洗、干燥；(3)碱泡、水浴：将干燥的重量份为1‑3份的植物废料放入重量份为3‑9份的浓度为0.10mol/L‑0.30mol/L的NaOH溶液中浸泡30min‑90min，然后，将浸泡后的植物废料置于60℃‑100℃的恒温水浴锅中水浴20min‑60min；(4)冲洗；(5)干燥；(6)粉碎过筛：把干燥的植物废料用粉碎机粉碎，过40～100目筛，即得到生物吸附剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，它属于一种环保原生态绿色生物吸附剂的生产方法。
技术介绍
近几年来，空气中PM2.5的污染受到社会各界的关注。人们在日常生活中可以明确认识到PM2.5给生活、健康带来的不便。而国内外研究也充分证明，PM2.5对生育、健康有着明显的影响。因此，对PM2.5的研究及对其治理不仅迫在眉睫，而且意义深远。PM2.5是直径小于或等于2.5微米的固体或液体颗粒状物质，其来源比较复杂，既有自然因素也有人为因素，人为因素是主要的排放来源。自然因素包括风扬尘土、海盐、植物花粉、真菌、细菌及各种自然灾害所产生的污染物等向大气层排放出的大量颗粒物；人为因素主要来源于化石燃料的燃烧、机动车尾气排放、垃圾的焚烧等产生的颗粒物。PM2.5的危害可以分为以下几个方面：(一)环境危害：1.波及范围广，存留时间长。颗粒物中1微米以下的沉降速度慢，在大气中留存时间长，且在大气动力作用下能够被吹散到很远的地方，污染往往波及很大区域。2.能见度低，影响交通安全。城市中不断增加的人口及机动车、工业园污染，使得悬浮物大量增加，直接导致能见度降低，给交通安全带来了一系列的问题。3.影响气候变化。大气中的大量颗粒物阻碍太阳和地面的辐射，从而使得气候发生不可预知性的影响。(二)人体危害：直径在2.5微米下的颗粒物，仅相当于头发直径的1/10大小，一旦吸入会进入呼吸系统和心血管系统，对人体造成伤害。PM2.5还可能成为病毒和细菌的载体，成为呼吸道传染病传播的推进者。这些颗粒还能够通过支气管和肺泡进入血液，一旦融入血液，对人体的损伤将是巨大的。室内TVOC主要由房屋建设和装修过程中所使用的建筑和装饰材料产生，例如油漆、新家具、涂料、胶粘剂等。另外，烹调、吸烟等人类活动产生的烟雾，也是TVOC的来源之一。总之，TVOC具有多种来源，已经成为越来越严重的环境问题。人体若处于高浓度的TVOC环境中，会损害中枢神经系统、肝脏、肾脏及血液。即使在低浓度的TVOC环境中，敏感的人也会有剧烈的反应。经研究发现，TVOC和SBS症状具有密切的联系。TVOC具有刺激性气味，会使嗓子产生刺痛感，引起呼吸问题，甚至会导致肺癌。同时，TVOC会导致头晕、恶心、产生疲倦感。另外，其对眼睛也有很大的伤害，会导致眼睛灼热、水肿等。长期暴露在被TVOC污染的环境中，患癌症的风险将会大大提高。为了保护环境，为了人体健康，防止TVOC污染是十分必要的。目前用于净化居室内PM2.5和TVOC的方法主要有物理法、化学法、生物法。物理法常用活性炭、竹炭、硅藻纯等吸附剂来吸附空气中的PM2.5和TVOC，竹炭、活性炭对于PM2.5和TVOC均有一定吸附力且可反复使用，能有效地减少空气中的PM2.5和TVOC，但竹炭、活性炭存在吸附饱和的问题，且是以木材和煤炭等为主要牺牲品，是不可再生资源；硅藻土虽然吸附力相对较好，但其价格昂贵。化学法指通过一系列化学反应来降低TVOC的含量，常用的有喷雾剂和光催化氧化技术，市场上出售的喷雾剂对TVOC虽具有净化效果，但是其也会对家具等造成腐蚀。生物法主要是指生物过滤法，此方法被证明具有一定的TVOC净化效果，但其目前仍处于实验研究阶段。因此，现有净化居室PM2.5和TVOC的方法存在着吸附易饱和及易使家具造成腐蚀等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有净化居室PM2.5和TVOC的方法存在着吸附易饱和及易使家具造成腐蚀等技术问题，提供一种采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是：采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：(1)处理原料：将收集的植物废料用水清洗干净，然后放入沸水中煮20min-60min；(2)漂洗、干燥：将蒸煮后的植物废料漂洗至中性；置于60-100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12-48h；(3)碱泡、水浴：将干燥的重量份为1-3份的植物废料放入重量份为3-9份的浓度为0.10mol/L-0.30mol/L的NaOH溶液中浸泡30min-90min，然后，将浸泡后的植物废料置于60℃-100℃的恒温水浴锅中水浴20min-60min；(4)冲洗：将处理后的植物废料用流动蒸馏水漂洗至中性；(5)干燥：将冲洗至中性的植物废料置于60-100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12-48h；(6)粉碎过筛：把干燥的植物废料用粉碎机粉碎，过40～100目筛，即得到生物吸附剂。进一步地，所述植物废料为果渣、橙子皮、香蕉皮、甘薯渣、花生壳或栾树叶中的任意一种。本专利技术采用生活中常见的植物废料为原材料，对其进行改性制备出一种新型绿色环保的原生态生物吸附材料，解决了现有净化居室PM2.5和TVOC的方法存在着吸附易饱和及易使家具等造成腐蚀的技术问题，与
技术介绍
相比，本专利技术具有吸附效果好、持续长和利用废物等优点。为表明本专利技术的吸附效果，应用二次回归旋转正交实验组合设计对本专利技术制得的生物吸附剂进行系统研究，并通过与传统的活性炭、竹炭、硅藻土、树脂的吸附试验研究对比，结果表明在相同条件下：本专利技术制得生物吸附剂对PM2.5和TVOC的吸附效果大于活性炭、竹炭、硅藻土、树脂对PM2.5和TVOC的吸附效果(见图1～图6)。附图说明图1为本专利技术制得果渣生物吸附剂与活性炭、竹炭、硅藻土及大块树脂对PM2.5吸附率的比较图；图2为本专利技术制得橙子皮生物吸附剂与活性炭、竹炭、硅藻土及大块树脂对PM2.5吸附率的比较图；图3为本专利技术制得香蕉皮生物吸附剂与活性炭、竹炭、硅藻土及大块树脂对PM2.5吸附率的比较图；图4为本专利技术制得甘薯渣物吸附剂与活性炭、竹炭、硅藻土及大块树脂对PM2.5吸附率的比较图；图5是本专利技术制得花生壳生物吸附剂与硅藻土、活性炭、树脂及竹炭对TVOC吸附率比较图；图6是本专利技术制得栾树叶生物吸附剂与硅藻土、活性炭、树脂及竹炭对TVOC吸附率比较图；图7是原始果渣、果渣生物吸附剂和吸附PM2.5后的果渣生物吸附剂的扫描电镜图；图8是原始橙子皮、橙子皮生物吸附剂和吸附PM2.5后的橙子皮生物吸附剂的扫描电镜图；图9是原始香蕉皮、香蕉皮生物吸附剂和吸附PM2.5后的香蕉皮生物吸附剂的扫描电镜图；图10是原始甘薯渣、甘薯渣生物吸附剂和吸附PM2.5后的甘薯渣生物吸附剂的扫描电镜图；图11是本专利技术原材料花生壳放大5000倍的扫描电镜图；图12是本专利技术制得花生壳生物吸附剂放大5000倍的扫描电镜图；图13是本专利技术制得花生壳生物吸附剂吸附TVOC后放大5000倍扫描电镜图；图14是本专利技术原材料栾树叶放大5000倍的扫描电镜图；图15是本专利技术制得栾树叶生物吸附剂放大5000倍的扫描电镜图；图16是本专利技术制得栾树叶生物吸附剂吸附TVOC后放大5000倍扫描电镜图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细描述。实施例1本实施例中的采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：(1)处理原料：将收集的花生壳用水清洗干净，然后放入沸水中煮20min；(2)漂洗、干燥：将蒸煮后的花生壳漂洗至中性；置于60℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥48h；(3)碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，其特征是：具体步骤如下：(1)处理原料：将收集的植物废料用水清洗干净，然后放入沸水中煮20min‑60min；(2)漂洗、干燥：将蒸煮后的植物废料漂洗至中性；置于60‑100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12‑48h；(3)碱泡、水浴：将干燥的重量份为1‑3份的植物废料放入重量份为3‑9份的浓度为0.10mol/L‑0.30mol/L的NaOH溶液中浸泡30min‑90min，然后，将浸泡后的植物废料置于60℃‑100℃的恒温水浴锅中水浴20min‑60min；(4)冲洗：将处理后的植物废料用流动蒸馏水漂洗至中性；(5)干燥：将冲洗至中性的植物废料置于60‑100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12‑48h；(6)粉碎过筛：把干燥的植物废料用粉碎机粉碎，过40～100目筛，即得到生物吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种采用植物废料制备净化PM2.5和TVOC的生物吸附剂的方法，其特征是：具体步骤如下：(1)处理原料：将收集的植物废料用水清洗干净，然后放入沸水中煮20min-60min；(2)漂洗、干燥：将蒸煮后的植物废料漂洗至中性；置于60-100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12-48h；(3)碱泡、水浴：将干燥的重量份为1-3份的植物废料放入重量份为3-9份的浓度为0.10mol/L-0.30mol/L的NaOH溶液中浸泡30min-90min，然后，将浸泡后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莉，
申请(专利权)人：运城学院，
类型：发明
国别省市：山西;14