一种非碳的复合吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于空气净化领域，公开了一种非碳的复合吸附材料及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；将水溶性胶黏剂溶液加入第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；将第二产物采用挤条方式成型为柱状颗粒，在空气气氛中经过高温热处理，得到非碳的复合吸附材料。本发明专利技术提供的制备方法实施步骤简单，操作方便，所制得的复合吸附材料产品价格低廉且吸附净化性能优异，具有很好的市场应用价值和推广前景。

A non carbon composite adsorption material and its preparation and Application

The invention belongs to the field of air purification, and discloses a non carbon composite adsorption material, a preparation method and application thereof. The method comprises the following steps: mixing solid manganese oxide, solid adhesive and solid pore forming agent evenly by grinding to obtain the first product; adding water-soluble adhesive solution into the first product, stirring to form a uniform slurry, then adding water to adjust the slurry viscosity to obtain the second product; forming the second product into columnar particles by extrusion in an air atmosphere After high temperature heat treatment, non carbon composite adsorption materials were obtained. The preparation method has the advantages of simple implementation steps, convenient operation, low price and excellent adsorption and purification performance, and has good market application value and promotion prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种非碳的复合吸附材料及其制备方法和应用
本专利技术属于空气净化领域，特别涉及一种非碳的复合吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，也是常温常压下任何能挥发的有机固体或者液体。VOCs按其化学结构，可以进一步分为：烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等。室内空气中VOCs浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐等症状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。所以国家对室内空气中VOCs的含量进行了严格限制，如规定室内甲醛含量必须低于0.1mg/m3，甲苯含量必须低于0.20mg/m3。在室温条件下采用吸附法是净化室内VOCs气体的主要方法之一。其中活性炭(如椰壳炭等)因为价格便宜和来源广泛，是最常用的吸附材料。当活性炭吸附达到饱和后，为了重复使用，一般会采用高温热处理的方式进行再生。但考虑到活性炭其本质为碳材料，属于可燃物质，在空气气氛中高温热处理再生时，一方面会存在安全隐患，另一方面部分碳材料会转变为CO2/CO气体造成质量损耗。所以寻找一种耐热稳定性高、饱和吸附容量大的新型非碳的VOCs吸附净化材料就显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种非碳的复合吸附材料的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的非碳的复合吸附材料。本专利技术的再一目的在于提供一种上述非碳的复合吸附材料的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种非碳的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；(2)将水溶性胶黏剂溶液加入步骤(1)所得第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；(3)将步骤(2)所得第二产物采用挤条方式成型为柱状颗粒，在空气气氛中经过高温热处理，得到非碳的复合吸附材料。步骤(1)中所述固体锰氧化物为购买的二氧化锰商品或自制的锰氧化物产品；所述固体胶黏剂为甲基纤维素；所述固体造孔剂为碱式碳酸镁、碳酸镁、碳酸钙和/或碳酸氢铵。所述自制的锰氧化物产品按照以下方法制备得到：将0.20mol/L的K2MnO4溶液和0.15mol/L的MnSO4溶液等体积混合，室温下搅拌6h后，将所得固体产物经过滤后在60℃干燥12h，得到自制的锰氧化物产品。步骤(2)中所述水溶性胶黏剂为铝溶胶和/或硅溶胶；所述水溶性胶黏剂溶液的质量百分含量为20～40wt.％。步骤(1)和步骤(2)中的原料以质量百分含量计，固体锰氧化物、固体胶黏剂、固体造孔剂、水溶性胶黏剂和水的投料比为(2％～15％)：(3％～10％)：(15％～25％)：(25％～50％)：(10％～45％)。步骤(3)中所述高温热处理的温度为300～450℃，热处理时间为5小时。一种由上述的制备方法制备得到的非碳的复合吸附材料。上述的非碳的复合吸附材料在挥发性有机污染物净化中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：采用本专利技术方法制备得到的复合吸附材料产品主要由MnO2、MgO和SiO2等金属氧化物组成，不再含有碳组份，所以具有很好的耐热稳定性：产品在300℃多次高温热处理再生后，没有明显的质量损耗，且多次再生重复使用时对甲苯等VOCs气体的饱和吸附容量也没有明显降低。同时采用本专利技术方法制备得到的复合吸附材料产品，表面粗糙且有很多微米级孔洞结构，因此表现出优越的VOCs吸附净化能力：对甲醛的饱和吸附容量为0.32-0.38g/g，对甲苯的饱和吸附容量为0.31-0.44g/g，远优于商品活性炭颗粒的饱和吸附容量(0.06-0.11g/g)。本专利技术提供的制备方法实施步骤简单，操作方便，所制得的复合吸附材料产品价格低廉且吸附净化性能优异，具有很好的市场应用价值和推广前景。附图说明图1为实施例1所得产品1的外观实物图。图2为由扫描电子显微镜(SEM)得到的产品1的微观表面形貌图。图3为由能谱仪(EDS)得到的产品1的表面元素分析结果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；然后将30wt.％浓度的水溶性胶黏剂溶液加入上述第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；最后将第二产物通过挤条方式成型为柱状颗粒，再经过400℃高温热处理5h，得到非碳的复合吸附材料，记为产品1。本实施例中固体锰氧化物为二氧化锰商品，固体胶黏剂为甲基纤维素，固体造孔剂为碱式碳酸镁，水溶性胶黏剂为硅溶胶；而且以质量百分含量计，固体锰氧化物、固体胶黏剂、固体造孔剂、水溶性胶黏剂和水的投料比为5％：5％：20％：44％：26％。把该实施例所得产品1用于VOCs静态饱和吸附容量的测定，结果见表1。实施例2将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；然后将40wt.％浓度的水溶性胶黏剂溶液加入上述第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；最后将第二产物通过挤条方式成型为柱状颗粒，再经过450℃高温热处理5h，得到非碳的复合吸附材料，记为产品2。本实施例中固体锰氧化物为自制二氧化锰样品，固体胶黏剂为甲基纤维素，固体造孔剂为碳酸镁，水溶性胶黏剂为铝溶胶；而且以质量百分含量计，固体锰氧化物、固体胶黏剂、固体造孔剂、水溶性胶黏剂和水的投料比为12％：3％：16％：39％：30％。把该实施例所得产品2用于VOCs静态饱和吸附容量的测定，结果见表1。实施例3将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；然后将20wt.％浓度的水溶性胶黏剂溶液加入上述第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；最后将第二产物通过挤条方式成型为柱状颗粒，再经过300℃高温热处理5h，得到非碳的复合吸附材料，记为产品3。本实施例中固体锰氧化物为自制二氧化锰样品，固体胶黏剂为甲基纤维素，固体造孔剂为碳酸氢铵，水溶性胶黏剂为硅溶胶；而且以质量百分含量计，固体锰氧化物、固体胶黏剂、固体造孔剂、水溶性胶黏剂和水的投料比为12％：10％：18％：48％：12％。把该实施例所得产品3用于VOCs静态饱和吸附容量的测定，结果见表1。实施例4将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；然后将40wt.％浓度的水溶性胶黏剂溶液加入上述第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；最后将第二产物通过挤条方式成型为柱状颗粒，再经过450℃高温热处理5h，得到非碳的复合吸附材料，记为产品4。本实施例中固体锰氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非碳的复合吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；/n(2)将水溶性胶黏剂溶液加入步骤(1)所得第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；/n(3)将步骤(2)所得第二产物采用挤条方式成型为柱状颗粒，在空气气氛中经过高温热处理，得到非碳的复合吸附材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种非碳的复合吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将固体锰氧化物、固体胶黏剂和固体造孔剂通过研磨混合均匀，得到第一产物；
(2)将水溶性胶黏剂溶液加入步骤(1)所得第一产物中，搅拌成均匀的料浆，然后补加水调整料浆粘稠度，得到第二产物；
(3)将步骤(2)所得第二产物采用挤条方式成型为柱状颗粒，在空气气氛中经过高温热处理，得到非碳的复合吸附材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述固体锰氧化物为购买的二氧化锰商品或自制的锰氧化物产品；所述固体胶黏剂为甲基纤维素；所述固体造孔剂为碱式碳酸镁、碳酸镁、碳酸钙和/或碳酸氢铵。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述自制的锰氧化物产品按照以下方法制备得到：将0.20mol/L的K2MnO4溶液和0.15mol/L的MnSO4溶液等体积混合，室温下搅拌6h后，将所得固体产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永峰，许泽华，关健康，封颖，陈家伟，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44