一种PM2．5的吸附材料、其制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了PM2．5吸附材料领域内一种PM2．5的吸附材料、其制备方法及用途。所述吸附材料成分为二异丙胺高氯酸异质结，结构式：(((CH

【技术实现步骤摘要】
一种PM2．5的吸附材料、其制备方法及用途
本专利技术涉及PM2．5吸附材料领域，具体涉及一种PM2．5的吸附材料，同时还涉及一种PM2．5的吸附材料的制备方法及用途。
技术介绍
随着经济的发展，环境污染尤其是大气污染问题越发严峻。社会对工业生产过程产生的PM2．5污染的控制要求越来越高。PM2．5，是指空气动力学当量直径小于或等于2.5微米（一微米等于百万分之一米）的悬浮颗粒物。工业生产过程是细颗粒物PM2．5的重要来源，PM2．5防治要从源头入手，采取综合治理策略，改善现有除尘技术和设备，严格控制工业生产所造成的粉尘污染。现有工业除尘技术包括传统的密闭式除尘、过滤式除尘、电除尘、喷水或喷雾除尘等。密闭式除尘，电除尘，喷水喷雾除尘在PM2．5领域祛除效果差。过滤式除尘一般采用超细密排纤维，PM2．5祛除成本较高，且能够有效祛除PM2．5的纤维布材料合成技术难度大。本专利技术基于二异丙胺高氯酸的分子铁电异质结构在光照下对PM2．5的高效吸附效果，实现祛除PM2．5的目的。二异丙胺高氯酸铁电异质结合成难度低，合成成本低，技术要求低，可实现量产；此外本专利技术可结合原有除尘方法，进一步提高PM2．5的祛除效果，并降低祛除成本，适用于产生粉尘污染比较严重的企业如电厂，有锅炉的工厂，减少PM2．5排放，经济效益可期。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PM2．5的吸附材料、其制备方法及用途，以达到高效吸附、祛除PM2．5的目的，制备方法简单、成本低且耗能小。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种PM2．5的吸附材料，吸附材料成分为二异丙胺高氯酸异质结，结构式为：(((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)。一种上述的PM2．5的吸附材料的制备方法，包括如下步骤：1）将二异丙胺、高氯酸按1：（0.9~1.1）的摩尔比混合，将此混合物溶解在乙醇溶液中，再通过加热旋蒸法去除乙醇，制得二异丙胺高氯酸粉晶，反应式为：(CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2+HClO4→((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)；2）将步骤1）中制得的二异丙胺高氯酸粉晶与水按1:（20~100）的重量比混合形成水溶液；3）将步骤2）中的水溶液导入至适当容器中，或者浸润纤维布，低温处理将该水溶液淬冷成冰，再放入冷冻干燥机中干燥，制得二异丙胺高氯酸针状微米晶，再对二异丙胺高氯酸针状微米晶进行加热，待加热完成，在空气中室温下保持一段时间，即制得二异丙胺高氯酸异质材料。所述二异丙胺纯度为化学纯，适宜工业化生产，降低成本。步骤1）所述乙醇用量为二异丙胺和高氯酸总质量的1~5倍，可将混合物充分溶解。步骤3）使用超低温冰箱或者液氮进行低温处理，冷冻效果好。步骤3）中所述纤维布材质为轻薄、透气性良好的布料，经二异丙胺高氯酸粉晶水溶液浸润后使二异丙胺高氯酸针状微米晶结合更紧密，吸附祛除PM2．5的效果更好。步骤3）中所述加热温度为60~75℃，加热时间为6~18h，所述在室温下保持时间为6~18h，这是由于加热和冷却完成后会使二异丙胺高氯酸异质结构变得更加牢固，从而提升PM2．5的吸附祛除效果。所述的PM2．5的吸附材料应用于粉尘污染比较严重的企业。本专利技术的一种PM2．5的吸附材料，二异丙胺高氯酸异质结是一种分子铁电材料，表面具有很大的自发极化，且异质结构使得二异丙胺高氯酸晶体表面的自发极化方向一致，且难以被反转。利用铁电材料的光伏效应，以太阳能为能量，二异丙胺高氯酸异质结可以在厘米尺度范围内通过极化PM2．5表面，实现主动吸附PM2．5。通过二异丙胺高氯酸异质结在光照下对PM2．5的吸附效果，PM2．5过滤材料可以实现不需要超细空隙即可实现高效的PM2．5吸附，同时因为空隙变大，不需要很高的能量（风能）就可以实现很高的PM2．5过滤效率。本专利技术的一种PM2．5的吸附材料，将得到的二异丙胺高氯酸溶液浸润轻薄、透气性良好的布料，使用超低温冰箱或者液氮将其萃冷成冰，再放入冷冻干燥机中干燥，得到粘附有二异丙胺高氯酸涂覆的布，将此布在60℃温度下加热12h，待加热完成，在空气中室温下放置16h，得到的布可以在光照下，直接对含有PM2．5的气流进行过滤，也可以结合原有除尘方法，进一步提高PM2．5的吸附祛除效率，降低成本。附图说明图1为实施例1制备得到的二异丙胺高氯酸异质结微米棒晶填充在光照下过滤含有PM2．5的空气流示意图。图2为实施例1制备得到的二异丙胺高氯酸微米棒的X射线衍射图谱与二异丙胺晶体的X射线图谱对比。图3是不同条件下测量得到的PM2．5浓度变化曲线，实线是对应的拟合结果。图4是二异丙胺高氯酸微米棒在阳光下吸附完PM2．5之后的拉曼光谱，其中（a）（b）吸附完成后干净地方的光学照片；（c）干净地方的拉曼光谱；（d）（e）（f）吸附完成后脏的地方的光学照片；（g）脏的地方的拉曼光谱。具体实施方式实施例1：一种PM2．5的吸附材料，吸附材料成分为二异丙胺高氯酸异质结，结构式为：(((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)，制备方法包括如下步骤：1）将二异丙胺、高氯酸按1：1的摩尔比混合，将此混合物溶解在乙醇溶液中，乙醇用量为二异丙胺和高氯酸总质量的1倍，再通过加热旋蒸法去除乙醇，制得二异丙胺高氯酸粉晶，反应方程式为：(CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2+HClO4→((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)；2）将步骤1）中制得的二异丙胺高氯酸粉晶与水按1：60的重量比混合形成水溶液；3）将步骤2）中的水溶液导入至适当容器中，使用超低温冰箱或者液氮进行低温处理，设置温度-60℃，将该水溶液淬冷成冰，再放入冷冻干燥机中干燥，制得二异丙胺高氯酸针状微米晶，再对二异丙胺高氯酸针状微米晶在60℃温度下加热12h，待加热完成，在空气中室温下放置16h，即制得二异丙胺高氯酸异质材料。将实施例1中制备得到的针状微米晶进行X射线衍射测试，结果如图2所示，测试表明，得到微米晶除了铁电相二异丙胺高氯酸以外还存在新的铁电相，压电力显微镜测量表明，得到的的偏压场是矫顽场的2.5倍以上，表明制得的微米棒晶吸附能力强。图3是实施例1中制备得到的二异丙胺高氯酸异质材料与空系统在不同条件下测量得到的PM2．5浓度变化曲线，实线是对应的拟合结果。其中（a）是实施例1中制备得到的二异丙胺高氯酸异质材料与空系统放置黑暗中与阳光照射下进行吸附实验得到的PM2．5浓度变化曲线，可以看出实施例1中制备得到的二异丙胺高氯酸异质材料在阳光照射下具有很好的吸附效果，PM2．5的祛除效果明显优于空系统在黑暗中与在阳光照射下的祛除效果；（b）是实施例1中制备得到的二异丙胺高氯酸异质材料与空系统在阳光照射下进行吸附实验得到的PM2．5浓度变化曲线，可以看出经过加热处理的二异丙胺高氯酸异质材料对PM2．5的祛除效果最佳。这是因为将二异丙胺高氯酸异质材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PM2．5的吸附材料，其特征在于，所述吸附材料成分为二异丙胺高氯酸异质结，结构式为：(((CH

【技术特征摘要】
1.一种PM2．5的吸附材料，其特征在于，所述吸附材料成分为二异丙胺高氯酸异质结，结构式为：(((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)。


2.一种如权利要求1所述的一种PM2．5的吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将二异丙胺、高氯酸按1：（0.9~1.1）的摩尔比混合，将此混合物溶解在乙醇溶液中，再通过加热旋蒸法去除乙醇，制得二异丙胺高氯酸粉晶，反应式为：(CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2+HClO4→((CH3)2HC-NH2-CH(CH3)2)ClO4)；
2）将步骤1）中制得的二异丙胺高氯酸粉晶与水按1：（20~100）的重量比混合形成水溶液；
3）将步骤2）中的水溶液导入至适当容器中，或者浸润纤维布，低温处理将该水溶液淬冷成冰，再放入冷冻干燥机中干燥，制得二异丙胺高氯酸针状微米晶，再对二异丙胺高氯酸针状微米晶进行加热，待加热完成，在空气中室温下保持一段时间，即制得二异丙胺高氯酸异质材料。


3.根据权利要求2所述的一种PM2．5的吸附材料的制备方法，其特征在于，所述二异丙胺纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凯歌，刘春林，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32