一种具有高效除尘功能的材料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高效除尘功能的材料及其生产工艺，属于环保材料技术领域。本发明专利技术先用氯化钠，羟甲基纤维素，羧甲基纤维素钠和水混合制得水相，再用由苯乙烯，二乙烯苯，偶氮二异丁腈和混合致孔剂混合制得有机相，将水相与有机相混合，并加入硫磺分散液和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌反应制得改性聚苯乙烯微球，将改性聚苯乙烯微球与多孔二氧化硅与氧化石墨烯的混合分散液混合，旋蒸浓缩后，洗涤，干燥，得具有高效除尘功能的材料。本发明专利技术制备的具有高效除尘功能的材料具有优异的除尘效果。

A New Material with Efficient Dust Removal Function and Its Production Process

The invention discloses a new material with high efficiency dust removal function and its production process, which belongs to the technical field of environmental protection materials. The water phase is prepared by mixing sodium chloride, hydroxymethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose and water, and then organic phase is prepared by mixing styrene, divinylbenzene, azodiisobutyronitrile and mixed porogen. The water phase is mixed with organic phase, sulfur dispersion and methacryloxyethyl trimethylammonium chloride are added, and the modified polystyrene microspheres are prepared by stirring reaction. Polystyrene microspheres were mixed with mixed dispersions of porous silica and graphene oxide. After rotary evaporation and concentration, washing and drying, new materials with dust removal function were obtained. The new material with dust removal function prepared by the invention has excellent dust removal effect.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高效除尘功能的新材料及其生产工艺
本专利技术涉及环保材料
，具体是一种具有高效除尘功能的新材料及其生产工艺。
技术介绍
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。因粒径小，富含大量的有毒、有害物质，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。随着时代的进步，对环境的要求越来越高。工业粉尘为PM2.5的主要来源，目前，工业粉尘的分类依据各有不同，可以按物质的组成、粒径的大小、形状及物理化学特性等进行分类。按照粉尘产生行业的不同将工业粉尘分为水泥行业粉尘、燃煤发电行业粉尘、钢铁行业粉尘、木材行业粉尘、有色金属行业粉尘及其他粉尘等类型。现今，应用比较广泛的除尘技术有五大类:机械式除尘技术、电除尘技术、过滤除尘技术、湿式除尘技术和新型复合式除尘技术，其中机械式除尘技术又可分为沉降除尘，惯性除尘和旋风除尘，新型复合式除尘技术包括电袋复合除尘和电旋风复合除尘。现有除尘技术虽然多样化，但每种技术都有不可忽视的缺点，机械式除尘技术除尘效率太低，电除尘技术中由于粉尘比电阻随温度变化大，需要控制温度，不同微粒对应不同的最佳电场参数，需要多次调试，随着对烟气排放标准的修改，电除尘后的烟气有时达不到要求；过滤式除尘虽然除尘效率较高，但是处理温度受滤袋材料的限制，不耐高温，耐腐蚀性弱，不能处理酸碱性含尘气体，对含有粘附性强或吸湿性强粉尘的气体不适用；处理气量大时结构耗材多占地大，运行阻力大，运行成本较高；湿式除尘技术产生的泥浆沉渣和废水需要处理，粉尘回收困难，处理腐蚀性气体时需要采取防腐措施，低温地区需要防冻，易产生二次污染；而新型复合式除尘技术投较大，且设备维护费用较高。因此，研究和开发具有除尘功能且在吸附粉尘后易于去除，并且制备成本较低的新材料具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高效除尘功能的新材料及其生产工艺，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料主要包括以下重量份数的原料组分：40~60份改性聚苯乙烯微球，5~8份氧化石墨烯，聚苯乙烯微球在经过改性后，聚苯乙烯微球为多孔结构，且质量较小，可分散于空气中，从而增大产品与粉尘接触的几率，提高产品的除尘效果。一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料中还包括以下重量份数的组分：10~12份多孔二氧化硅；多孔二氧化硅的加入可嵌合于改性聚苯乙烯的多孔结构中，从而可在改性聚苯乙烯微球在吸附氧化石墨烯时保留聚苯乙烯微球表面的孔隙，从而利于后期洗涤过程中去除部分内部的聚苯乙烯，并且利于产品在使用时对粉尘和水分的吸附，进而提高产品的除尘效果。作为优化，改性聚苯乙烯微球是由有机相混合物与水相混合物混合，并加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和硫磺分散液，搅拌反应后，经索氏提取，抽滤，干燥，制得，所述有机相混合物由苯乙烯，二乙烯苯，偶氮二异丁腈和混合致孔剂混合制得，所述水相混合物由氯化钠，羟甲基纤维素，羧甲基纤维素钠和水混合制得，加入的羧甲基纤维素钠具有吸湿性，可提高产品的吸湿性能，进而使产品的在吸湿的同时吸附粉尘，提高产品的除尘效果。作为优化，硫磺分散液是由硫代硫酸钠和盐酸反应，并加入分散剂制得，混合致孔剂为将甲苯与环己醇按质量比1：2~1：4混合，并加入甲苯质量2~3倍的正庚烷，搅拌混合后，得混合制孔剂，在改性聚苯乙烯微球的制备过程中加入混合致孔剂可使聚苯乙烯微球在制备成型后具有多孔结构，利于后期对内部聚苯乙烯的去除，加入硫磺分散液可在聚苯乙烯微球内部沉积硫磺，从而可在产品使用过程中可在干燥硫磺摩擦时在产品内部形成静电提高产品的除尘效果，并且，硫磺的加入可在使用过程中吸附水分，进而进一步提高冲破的除尘效果。作为优化，多孔二氧化硅为以正硅酸乙酯为原料，聚丙烯酰胺为骨架，氨水为催化剂，制得二氧化硅，将制得的二氧化硅煅烧后制得多孔二氧化。作为优化，具有除尘功能的新材料包括以下重量份数的组分：50份改性聚苯乙烯微球，6份氧化石墨烯，10份多孔二氧化硅。作为优化，该具有除尘功能的新材料的生产工艺包括以下步骤：（1）将氯化钠与羟甲基纤维素混合，并加入羧甲基纤维素钠和水，搅拌混合；（2）将二乙烯苯与苯乙烯混合，并加入引发剂和混合致孔剂，搅拌混合；（3）将步骤（1）所得物质与步骤（2）所得物质按混合后，并加入硫磺分散液和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼经索氏提取，抽滤，洗涤，干燥；（4）将多孔二氧化硅与氧化石墨烯混合，并分散于水中，得混合分散液，将混合分散液与步骤（3）所得物质混合，超声分散后，旋蒸浓缩；（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。作为优化，该具有除尘功能的新材料的生产工艺包括以下步骤：（1）将氯化钠与羟甲基纤维素按质量比1：1~2：1混合，并加入氯化钠质量0.1~0.3倍的羧甲基纤维素钠和氯化钠质量8~10倍的水，于温度为40~60℃，转速为280~360r/min的条件下，搅拌混合后40~60min；（2）按重量份数计，依次称取：20~30份苯乙烯，8~12份二乙烯苯，3~5份偶氮二异丁腈和40~60份混合制孔剂，将苯乙烯与二乙烯苯混合，并加入偶氮二异丁腈和混合制孔剂，于温度为45~65℃，转速为300~360r/min的条件下搅拌混合30~80min；（3）将步骤（1）所得物质与步骤（2）所得物质按体积比3：1混合，于频率为45~55kHz的条件下超声分散10~20min，得混合分散液，将混合分散液与硫磺分散液按质量比4：1~6：1混合，并加入混合分散液质量0.1~0.3倍的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，于温度为70~80℃，转速为300~350r/min的条件下，搅拌反应8~9h后，过滤，得预处理聚苯乙烯微球，将预处理聚苯乙烯微球经索氏提取后，抽滤，洗涤，干燥；（4）将多孔二氧化硅10~12份与氧化石墨烯5~8份混合，并加入水200~220份混合，于频率为45~60kHz的条件下，超声分散20~40min后，得混合分散液，将混合分散液与步骤（3）所得物质40~60份混合，于频率为45~55kHz的条件下超声分散50~100min后，并于温度为60~80℃，转速为120~150r/min，压力为500~600kPa的条件下旋蒸浓缩至含水率为0.1~0.2%，将浓缩物洗涤，干燥；（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析，即对产品的使用一段时间后的除尘量进行测试。作为优化，步骤（3）所述硫磺分散液为将聚乙烯吡咯烷酮与水按质量比1：150~1：200混合，并加入聚乙烯吡咯烷酮2~3倍的硫代硫酸钠，搅拌混合后，得硫代硫酸钠混合分散液，将硫代硫酸钠与盐酸按体积比40：1~60：1混合，搅拌反应后，超声分散，得硫磺分散液。作为优化，步骤（4）所述多孔二氧化硅为将聚丙烯酰胺凝胶与水按质量比1：50~1：85混合，搅拌溶解后，冷冻干燥，得聚丙烯酰胺多孔凝胶，将聚丙烯酰胺多孔凝胶与正硅酸乙酯按质量比1：9混合，并加入聚丙烯酰胺质量60~70倍的无水乙醇，聚丙烯酰胺质量3~4倍的水和聚丙烯酰胺质量1~8倍的氨水，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料主要包括以下重量份数的原料组分：40~60份改性聚苯乙烯微球，5~8份氧化石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料主要包括以下重量份数的原料组分：40~60份改性聚苯乙烯微球，5~8份氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料中还包括以下重量份数的组分：10~12份多孔二氧化硅。3.根据权利要求2所述的一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述改性聚苯乙烯微球是由有机相混合物与水相混合物混合，并加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和硫磺分散液，搅拌反应后，经索氏提取，抽滤，干燥，制得改性聚苯乙烯微球，所述有机相混合物由苯乙烯，二乙烯苯，偶氮二异丁腈和混合致孔剂混合制得，所述水相混合物由氯化钠，羟甲基纤维素，羧甲基纤维素钠和水混合制得。4.根据权利要求3所述的一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述硫磺分散液是由硫代硫酸钠和盐酸反应，并加入分散剂制得，所述混合致孔剂为将甲苯与环己醇按质量比1：2~1：4混合，并加入甲苯质量2~3倍的正庚烷，搅拌混合后，得混合制孔剂。5.根据权利要求4所述的一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述多孔二氧化硅为以正硅酸乙酯为原料，聚丙烯酰胺为骨架，氨水为催化剂，制得二氧化硅，将制得的二氧化硅煅烧后制得多孔二氧化硅。6.根据权利要求5所述的一种具有高效除尘功能的新材料，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料包括以下重量份数的组分：50份改性聚苯乙烯微球，6份氧化石墨烯，10份多孔二氧化硅。7.一种具有高效除尘功能的新材料的生产工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将氯化钠与羟甲基纤维素混合，并加入羧甲基纤维素钠和水，搅拌混合；（2）将二乙烯苯与苯乙烯混合，并加入引发剂和混合致孔剂，搅拌混合；（3）将步骤（1）所得物质与步骤（2）所得物质按混合后，并加入硫磺分散液和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼经索氏提取，抽滤，洗涤，干燥；（4）将多孔二氧化硅与氧化石墨烯混合，并分散于水中，得混合分散液，将混合分散液与步骤（3）所得物质混合，超声分散后，旋蒸浓缩；（5）对步骤（4）所得产品进行指标分析。8.根据权利要求7所述的一种具有高效除尘功能的新材料的生产工艺，其特征在于，所述具有除尘功能的新材料的生产工艺主要包括以下步骤：（1）将氯化钠与羟甲基纤维素按质量比1：1~2：1混合，并加入氯化钠质量0....

【专利技术属性】
技术研发人员：毛红玲，
申请(专利权)人：毛红玲，
类型：发明
国别省市：江苏,32