可变色除胺臭材料制造技术

本发明专利技术提供一种除胺臭材料，尤其涉及一种可变色除胺臭材料。该材料的制备方法为：用无机盐溶液对浅色吸附材料进行水热处理，清洗、干燥后制得改性材料载体；然后将其在酸性溶液中浸渍后干燥；配置催化活性前驱体溶液，并将浸渍后的载体再次等体积浸渍到所述催化活性前驱体溶液中保温反应，随后进行焙烧；配置指示剂混合溶液，将所述指示剂混合溶液喷洒到上述焙烧后的材料上，高温下密闭沸腾后烘干，即得。本发明专利技术能够有效调节所选用吸附材料的比表面积、孔隙率及平均孔径，可等级配比负载量，负载效果更加优越，继而在常温环境下通过催化与吸附的协同效果同时有效去除多种胺类恶臭气体；同时，可根据材料性能进行颜色转化，智能显色。

【技术实现步骤摘要】
可变色除胺臭材料
本专利技术涉及一种除胺臭材料，尤其涉及一种可变色除胺臭材料。
技术介绍
随着经济的发展和生活水平的提高，人们的环境意识逐渐增强，恶臭污染作为环境公害之一，在全球范围内已受到高度关注。恶臭污染主要包括生活中产生的恶臭及工业生产中产生的恶臭两类。日常生活中的恶臭发生源有：室内装修材料发出的臭气，包括涂料、粘结剂等含挥发性有机化合物等对人体毒害较大的恶臭气体；另外，厨房、居室、厕所、垃圾堆、宠物间都是恶臭经常发生的场所。工业生产中的恶臭发生源，主要有：化工厂、农药厂、涂料厂、食品发酵厂、家禽厂等。这些恶臭类气体主要包括如氨气、氯化铵、三甲胺等含铵根离子的易挥发无机盐类和含胺类官能团的有机污染物。胺臭类恶臭气体是典型的恶臭物质，对人类及环境造成巨大的影响。这类物质可强烈刺激人的感觉器官，使人感到不愉悦和厌恶，造成心理上的负担；同时一定浓度的胺臭类气体会对人体的呼吸系统、循环系统、消化系统及内分泌系统等造成危害。目前国内外针对胺臭类恶性气体的处理方案主要集中在吸附材料上，如专利号CN105268399B常温氨气高效处理材料中主要应用活性炭、活性氧化铝、沸石分子筛等孔吸附材料为载体以铝盐、锆盐为混合改性剂，以酸为表面改性剂进行改性制备除氨气材料。但其改性过程中并未对吸附材料的孔径及孔隙率进行控制，且改性后材料性能不能肉眼直观，因此在室内应用过程中很难判断产品性能的变化。专利号CN104368307A、名称“一种氨吸附专用活性炭的制备方法”，专利号CN109455713A、名称“工业高效脱氨活性炭的制备工艺”，专利号CN107952413A、名称为“改性高效防氨活性炭及制备方法”中均以活性炭为基材，酸为改性剂进行制备的除氨气材料，但上述几项技术方案均未对基材的孔结构进行规定，且由于活性炭本身碱性基团较多，酸改性过程中会先中和活性炭中的碱性基团，造成活性炭部分孔隙坍塌，且改性后的材料在使用过程中无法直观判断材料性能变化，给使用过程带来极大的不便。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可变色除胺臭材料，有效调节所选用吸附材料的比表面积、孔隙率及平均孔径，可等级配比负载量，负载效果更加优越，继而在常温环境下通过催化与吸附的协同效果同时有效去除多种胺类恶臭气体；同时，可根据材料性能进行颜色转化，智能显色。为实现以上目的，本专利技术特采用以下技术方案：一种可变色除胺臭材料，其制备方法包括：步骤1：用无机盐溶液对反应器中的浅色吸附材料进行水热处理，清洗、干燥后制得改性材料载体。所述浅色吸附材料为高比表面积吸附材料。所述浅色吸附材料为纯白色或半透明色的吸附材料。优选地，所述浅色吸附材料为活性氧化铝、硅藻土或多孔二氧化硅等的一种或多种。由于上述几种无机多孔材料其孔径分布不均，比表面积偏小，亲水能力差，因此需要对其进行扩孔、增容、亲水改性。所述水热处理为无机盐溶液经雾化后，以5-10ml/min的速度通入反应器内，升温速度控制在1-20℃/min，处理温度为120-700℃，处理时间0.5-6h，随后随炉降温、冷却后取出，并用清水清洗3-5遍后，在90-120℃烘箱中烘干备用。优选地，所述无机盐溶液为质量浓度为5％-50％的氨水、氯化铵或磷酸二氢铵溶液中的一种或其中多种的混合溶液。水热处理过程中可生成粒径较大的晶体，从而形成较大的颗粒间孔隙，增大载体孔径，且随着处理温度的增加孔径会逐渐增大，但如果处理温度过高会降低载体强度。以活性氧化铝为例，在200℃处理2h，活性氧化铝纳米颗粒可转化为规则的AlOOH纳米片，从而使比表面积增加。因而通过上述处理，吸附材料的比表面积有明显的增加，同时，平均孔径明显减小。步骤2：将所述改性材料载体在酸性溶液中浸渍后干燥，得到浸渍后的载体。所述浸渍的时间为30-180min，干燥的温度为90-150℃；优选地，所述酸性溶液为质量浓度为1％-5％的磷酸、乙酸或甲酸中的一种或多种。本次浸渍的目的为进一步去除改性后的多孔吸附材料表面的碱性官能团。同时，上述活性氧化铝、硅藻土或多孔二氧化硅等吸附材料均为不含酸性官能团的吸附材料。因此步骤1中用氨水及铵盐扩孔处理不会发生酸碱中和反应。而在步骤2的酸性溶液浸渍过程中，所用的均为弱酸，主要会先于扩孔中产生中碱性官能团进行中和反应，该反应主要发生在表面，且该浓度下的弱酸并无力对基材进一步腐蚀造成孔隙坍塌，有效地保持了孔结构。步骤3：配置催化活性前驱体溶液，并将所述浸渍后的载体再次等体积浸渍到所述催化活性前驱体溶液中，保温反应，随后进行焙烧制得具有高催化活性的多孔催化材料。所述催化活性前驱体溶液为铈盐溶液、锰盐溶液与碱性溶液的混合溶液。所述铈盐溶液、锰盐溶液与碱性溶液的体积比为0.2-4:0.1-5:1-10。优选地，所述铈盐溶液为硝酸铈、硫酸铈或氯化铈中的一种或多种。所述锰盐溶液为醋酸锰、氯化锰、硫酸锰或硝酸锰中的一种或多种；所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水溶液。优选地，所述铈盐溶液的摩尔浓度为0.1-1mol/L，所述锰盐溶液的摩尔浓度为0.3-3mol/L，所述碱性溶液的摩尔浓度为2-10mol/L。所述保温反应的温度为60-100℃，时间为12-24h；所述焙烧为在马弗炉中于300-500℃下煅烧2-6h；优选地，所述等体积浸渍过程中，持续搅拌0.5-3h。步骤4：配置指示剂混合溶液，将所述指示剂混合溶液喷洒到所述多孔催化材料上，并在高温下密闭沸腾后烘干，即得。所述指示剂混合溶液为酸溶液与指示剂的混合溶液。优选地，所述酸溶液为硝酸、硫酸、盐酸、醋酸或柠檬酸中的一种或多种，所述指示剂为甲基紫或刚果红中的一种或多种。优选地，所述酸溶液的摩尔浓度为1-10mol/L。所述酸溶液中酸的摩尔质量与所述指示剂的摩尔质量之比为1-3:0.5-2。所述高温为120-150℃，所述密闭沸腾为将所述经喷洒后的多孔催化材料置于高效沸腾炉中的密闭条件下沸腾0.5-3h，所述烘干为70-100℃下烘干。由于所述步骤3中，催化活性前驱体溶液呈碱性，因此步骤3得到的多孔催化材料表面会生成一部分羟基等碱性官能团，不利于胺的吸附。而步骤4的酸溶液能够中和上述羟基等碱性官能团，所述密闭沸腾使得中和反应尽量发生于多孔催化材料的表面。同时，中和反应后，多余的酸性基团可以有效地对胺进行化学吸附，进一步增强了材料的除胺臭能力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：1)本专利技术的可变色除胺臭材料，可有效调节所选用吸附材料的比表面积、孔隙率及平均孔径，可等级配比负载量，负载效果更加优越。2)本专利技术的可变色除胺臭变色材料可在常温环境下通过催化与吸附的协同效果同时有效去除多种胺类恶臭气体。3)本专利技术的可变色除胺臭变色材料在使用过程中可根据材料性能进行颜色转化，智能显色；同时，利用指示剂混合溶液的酸溶液以及密闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变色除胺臭材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：/n(1)用无机盐溶液对反应器中的浅色吸附材料进行水热处理，清洗、干燥后制得改性材料载体；/n(2)将所述改性材料载体在酸性溶液中浸渍后干燥，得到浸渍后的载体；/n(3)配置催化活性前驱体溶液，并将所述浸渍后的载体再次等体积浸渍到所述催化活性前驱体溶液中，保温反应，随后进行焙烧制得多孔催化材料；/n(4)配置指示剂混合溶液，将所述指示剂混合溶液喷洒到所述多孔催化材料上，并在高温下密闭沸腾后烘干，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变色除胺臭材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
(1)用无机盐溶液对反应器中的浅色吸附材料进行水热处理，清洗、干燥后制得改性材料载体；
(2)将所述改性材料载体在酸性溶液中浸渍后干燥，得到浸渍后的载体；
(3)配置催化活性前驱体溶液，并将所述浸渍后的载体再次等体积浸渍到所述催化活性前驱体溶液中，保温反应，随后进行焙烧制得多孔催化材料；
(4)配置指示剂混合溶液，将所述指示剂混合溶液喷洒到所述多孔催化材料上，并在高温下密闭沸腾后烘干，即得。


2.根据权利要求1所述的可变色除胺臭材料，其特征在于，所述步骤(1)中的浅色吸附材料为纯白色或半透明色的吸附材料；
优选地，所述浅色吸附材料为活性氧化铝、硅藻土或多孔二氧化硅中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的可变色除胺臭材料，其特征在于，所述步骤(1)中的水热处理为所述无机盐溶液经雾化后，以5-10ml/min的速度通入反应器内，升温速度控制在1-20℃/min，处理温度为120-700℃，处理时间0.5-6h，随后随炉降温、冷却；
优选地，所述无机盐溶液为质量浓度为5％-50％的氨水、氯化铵或磷酸二氢铵溶液中的一种或其中多种的混合溶液。


4.根据权利要求1所述的可变色除胺臭材料，其特征在于，所述步骤(2)中的浸渍的时间为30-180min，干燥的温度为90-150℃；
优选地，所述步骤(2)中的酸性溶液为质量浓度为1％-5％的磷酸、乙酸或甲酸中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的可变色除胺臭材料，其特征在于，所述步骤(3)中，所述催化活性前驱体溶液为铈盐溶液、锰...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玲，梁鹏，韩光涛，朱昊，迟淑丽，万月亮，
申请(专利权)人：青岛华世洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37