一种吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法，制备吸附甲醛的改性活性炭材料的原料按其重量份包括：活性炭70份～90份、凹凸棒粘土粉10份～20份、茶叶粉2份～6份、微晶纤维素1份～6份、聚丙烯酰胺0.5份～3.5份、碳酸氢钠0.1份～1.2份。本发明专利技术制备的吸附甲醛的改性活性炭材料的吸附性强，对甲醛的吸附量大，吸附可以长时间有效，不会出现脱附现象，并且制备改性活性炭的原料来源广泛，制备方法简单，生产工艺易操作，适合大规模推广应用。

A Modified Activated Carbon Material for Adsorbing Formaldehyde and Its Preparation Method

The invention discloses a modified activated carbon material for adsorbing formaldehyde and its preparation method. The raw materials for preparing the modified activated carbon material for adsorbing formaldehyde include 70-90 parts of activated carbon, 10-20 parts of attapulgite clay powder, 2-6 parts of tea powder, 1-6 parts of microcrystalline cellulose, 0.5-3.5 parts of polyacrylamide, 0.1-1.2 parts of sodium bicarbonate according to its weight. The modified activated carbon material prepared by the invention has strong adsorbability for formaldehyde, large amount of formaldehyde adsorbed, can be adsorbed effectively for a long time without desorption phenomenon, and has a wide source of raw materials for preparing modified activated carbon, simple preparation method, easy operation of production process, and is suitable for large-scale popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法。
技术介绍
活性炭是一种具有巨大比表面积的固体炭质，普通活性炭的比表面积在500～1700m2/g，炭粒中还有更细小的孔-毛细管，这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的比表面积很大，所以能与气体(杂质)充分接触，当这些气体(杂质)碰到毛细管被吸附，起到净化作用。活性炭除因其比表面积而具有的物理吸附，还具有化学吸附性能。活性炭不仅含碳，还含有少量的化学结合、功能团的氢和氧，例如羰基、羧基、酚类、内酯类等，这些表面含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化过程中产生。甲醛是一种无色有刺激性气味的气体，是挥发性有机物的主要成分之一，对人类健康有着重大危害。现有的用于去除甲醛的治理方法主要以物理吸附为主，主要利用各种多孔性物质通过物理吸附去除甲醛，最常用的是活性炭，此外还有分子筛、膨润土、珍珠岩、方石英等。气态醛类很难利用传统的活性炭进行物理吸附，特别是浓度较低的时候，并且在吸附平衡后会出现稳定性差、容易脱附、易受温度变化的影响，这就要求我们在制备活性炭时要综合考虑物理吸附和化学吸附，达到长期有效的吸附。中国专利CN105312040A公开了一种室内甲醛高效吸附剂的制备方法，包括以下步骤：分别将茶叶、稻壳、荞麦壳和松塔破碎、干燥；先将松塔放到炭化炉中炭化活化；将稻壳和荞麦壳放到饱和碳酸钠溶液中浸泡，过滤风干后再炭化活化；最后将干燥过的茶叶、炭化活化的松塔、炭化活化的稻壳和荞麦壳混合，得到吸附剂。该专利选取天然产品茶叶、稻壳、荞麦壳、松塔，茶叶中含有儿茶素、叶酸、茶多酚等成分，未经处理的茶叶中保留了茶叶自身的有益成分，经炭化处理的稻壳、荞麦壳和松塔可以充分提高其吸附性能，将材料的吸附性能和药用价值充分结合，但是该专利制备的吸附剂的吸附性能不佳，持续时间不长。中国专利CN103566903A公开了一种凹凸棒石粘土改性活性炭及其制备方法，由下列原料制成：活性炭、桃胶、大麻杆、凹凸棒石粘土、分子筛、氯化锌、壳聚糖、焦磷酸、六偏磷酸钠或聚丙烯酸钠、硅溶胶、改性硅藻土、水适量，改性硅藻土由下列原料制成：硅藻土、玉石、纳米碳、苯甲酸钠、当归油、硅烷偶联剂KH550、亚硒酸钠、百合粉，改性方法包括：先将硅藻土在煅烧炉中进行高温处理，再放到盐酸中浸泡，最后与其它原料混合，研磨分散得到。该专利通过使用凹凸棒石粘土对活性炭进行改性，使其具有脱色和阳离子交换性能；通过使用改性硅藻土使活性炭具脱硫、除甲醛的功效，但是该专利的活性炭对甲醛的吸附性能不佳。因此，急需一种吸附效率高、吸附量大，并且不易出现脱附现象的吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种吸附甲醛的改性活性炭材料及其制备方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种吸附甲醛的改性活性炭材料，制备吸附甲醛的改性活性炭材料的原料按其重量份包括：活性炭70份～90份、凹凸棒粘土粉10份～20份、茶叶粉2份～6份、微晶纤维素1份～6份、聚丙烯酰胺0.5份～3.5份、碳酸氢钠0.1份～1.2份。其中，凹凸棒粘土粉自身具有较强的吸附能力，可以增加活性炭的吸附能力，另外凹凸棒粘土粉还具有胶体性，在造粒过程中可以增加颗粒的成形性，粘结力强，使制得的成品颗粒强度大，不易散碎；碳酸氢钠作为无机碱，对甲醛具有一定的捕捉作用，可以做到深层次的吸附甲醛；茶叶粉中含有多种有机化合物和无机矿物元素，并具有特殊的香味，将其添加到活性炭中，可以提高产品的香味，提高产品质量；聚丙烯酰胺具有增稠性、分散性，可以提高活性炭产品的成品效果，提高各组分的分散效果；碳酸氢钠作为无机碱，将其通过浸渍的方式负载在活性炭中，可以对吸附到活性炭表面的甲醛进行捕捉反应，在活性炭表面形成一个甲醛的浓度差，加快甲醛的吸附和孔内扩散，增大吸附能力。进一步的，制备活性炭的原料包括重量比为1～4:1的椰壳和无烟煤。其中，根据椰壳活性炭和无烟煤活性炭的特点，选用该特定重量比的椰壳和无烟煤使制得的活性炭的孔隙结构丰富，对甲醛的吸附能力强。进一步的，活性炭的制备方法包括：步骤i，按上述重量比称取椰壳和无烟煤，将椰壳和无烟煤混合后放到球磨机中，球磨4小时～7小时，筛选粒径小于200目的混合粉末；步骤ii，将步骤i筛选的混合粉末放到稀硫酸中，浸泡120分钟～160分钟，经过滤、洗涤、干燥，得到酸化后的混合粉末；步骤iii，将步骤ii得到的酸化后的混合粉末放到炭化炉中，控制温度为580℃～620℃，氮气气氛下处理1.5小时～2.5小时，得到炭化料；步骤iv，将步骤iii得到的炭化料进行水蒸气活化处理，得到活性炭。更进一步的，步骤ii中，稀硫酸的质量浓度为8％～12％。更进一步的，步骤iv中，水蒸气活化处理的参数为：活化温度720℃～780℃，水蒸气量4.0ml/min～4.5ml/min。进一步的，凹凸棒粘土粉的粒径为400目～500目进一步的，茶叶粉的粒径为400目～500目。进一步的，制备吸附甲醛的改性活性炭材料的原料按其重量份包括：活性炭80份、凹凸棒粘土粉15份、茶叶粉4份、微晶纤维素3.5份、聚丙烯酰胺2.0份、碳酸氢钠0.6份。本专利技术的另一专利技术目的在于提供一种吸附甲醛的改性活性炭材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S10，按上述重量份称取制备吸附甲醛的改性活性炭材料的原料，将上述重量份的活性炭、凹凸棒粘土粉、茶叶粉、微晶纤维素、聚丙烯酰胺放到捏合机中，加入去离子水捏合30分钟～100分钟，得到活性炭泥；步骤S20，在室温下，将步骤S10得到的活性炭泥挤成颗粒状的活性炭泥，在70℃～100℃下干燥30分钟～90分钟，得到颗粒状活性炭；步骤S30，将步骤S20得到的颗粒状活性炭放到炭化炉中，在氮气气氛下加热至600℃～750℃，恒温3小时～6小时，得到二次炭化活性炭；步骤S40，将上述重量份的碳酸氢钠溶于去离子水中，将二次炭化活性炭浸泡在碳酸氢钠溶液中，浸泡20分钟～40分钟，常温干燥后得到吸附甲醛的改性活性炭材料。进一步的，步骤S30中，加热的具体过程为：从室温开始，以0.5℃/min～2℃/min的加热速率加热至300℃～350℃，恒温15分钟～30分钟后，以1.5℃/min～3.5℃/min的加热速率加热至终温。本专利技术的优点是：1.本专利技术根据椰壳和无烟煤的组分特点，选用特定重量比的椰壳和无烟煤可以使制得的活性炭的孔隙结构丰富，对甲醛的吸附能力强；添加有茶叶粉可以增加活性炭的香味；添加有凹凸棒粘土粉可以增加颗粒的成形性，粘结力强，使制得的成品颗粒强度大，不易散碎2.本专利技术在制得成型颗粒后，使用碳酸氢钠溶液浸渍，负载一定量的碳酸氢钠，可以将吸附到活性炭表面的甲醛进行捕捉，在活性炭表面形成甲醛的浓度梯度，提供吸附动力，增加甲醛的吸附量，避免甲醛的脱附现象；3.本专利技术制备的吸附甲醛的改性活性炭材料的吸附性强，对甲醛的吸附量大，吸附可以长时间有效，不会出现脱附现象，并且制备改性活性炭的原料来源广泛，制备方法简单，生产工艺易操作，适合大规模推广应用。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一种吸附甲醛的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，制备所述吸附甲醛的改性活性炭材料的原料按其重量份包括：活性炭70份～90份、凹凸棒粘土粉10份～20份、茶叶粉2份～6份、微晶纤维素1份～6份、聚丙烯酰胺0.5份～3.5份、碳酸氢钠0.1份～1.2份。

【技术特征摘要】
1.一种吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，制备所述吸附甲醛的改性活性炭材料的原料按其重量份包括：活性炭70份～90份、凹凸棒粘土粉10份～20份、茶叶粉2份～6份、微晶纤维素1份～6份、聚丙烯酰胺0.5份～3.5份、碳酸氢钠0.1份～1.2份。2.根据权利要求1所述的吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，制备所述活性炭的原料包括重量比为1～4:1的椰壳和无烟煤。3.根据权利要求2所述的吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，所述活性炭的制备方法包括：步骤i，按所述重量比称取椰壳和无烟煤，将椰壳和无烟煤混合后放到球磨机中，球磨4小时～7小时，筛选粒径小于200目的混合粉末；步骤ii，将步骤i筛选的混合粉末放到稀硫酸中，浸泡120分钟～160分钟，经过滤、洗涤、干燥，得到酸化后的混合粉末；步骤iii，将步骤ii得到的酸化后的混合粉末放到炭化炉中，控制温度为580℃～620℃，氮气气氛下处理1.5小时～2.5小时，得到炭化料；步骤iv，将步骤iii得到的炭化料进行水蒸气活化处理，得到活性炭。4.根据权利要求3所述的吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，步骤ii中，所述稀硫酸的质量浓度为8％～12％。5.根据权利要求3所述的吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，步骤iv中，所述水蒸气活化处理的参数为：活化温度720℃～780℃，水蒸气量4.0ml/min～4.5ml/min。6.根据权利要求1所述的吸附甲醛的改性活性炭材料，其特征在于，所述凹凸棒粘土粉的粒径为400目～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，
申请(专利权)人：德施普科技发展温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33