一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，该方法包括以下步骤：S1：配制含高沸点酸和有机胺的浸渍液；S2：将所述S1步骤中得到的浸渍液与活性炭等体积浸渍，得到浸渍后的活性炭；S3：将所述S2步骤中得到的浸渍后的活性炭平铺通风风干，即制备得到甲醛净化活性炭。在S1步骤中，所述高沸点酸包括硫酸、磷酸中的一种或两种混合物。与现有技术相比，本发明专利技术采用活性炭纳米孔道液相成膜，高沸点酸的引入极大地强化和加速了甲醛分子向水相液膜的传质过程，使甲醛与有机胺在液相快速反应，极大提高了甲醛的净化效率；同时整个过程操作简便，无高温干燥过程，大大地降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法
本专利技术涉及一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，属于空气净化领域。
技术介绍
甲醛是一种具有很强毒性的气体，已被世界卫生组织国际癌症研究机构IARC确定为第1类致癌物质。我国《室内空气质量标准》GB/T18883-2002规定二类民用建筑工程室内空气中甲醛的限值为0.10mg/m³，一类民用建筑工程室内空气中甲醛的限值为0.08mg/m³。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感。大于0.08mg/m³的甲醛浓度短期内可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等；而人体长期接触低浓度甲醛，极易引起神经系统紊乱、记忆力下降、鼻咽癌、结肠癌等。对于室内甲醛污染的治理，人们开发了不同的净化方法和净化材料，主要有：活性炭吸附法，利用活性炭丰富的孔隙结构物理吸附空气中的甲醛，该方法存在吸附容量低、易饱和、长期使用会产生甲醛释放的二次污染等缺陷；喷雾法，将纳米二氧化钛或甲醛捕捉剂溶解于水相体系中，通过喷洒在空气中达到净化甲醛的目的，其缺点是不能持续净化室内源源不断释放出的甲醛气体；催化法，该方法是将Mn、Pd、Pt等活性金属负载于多孔材料，利用活性金属的催化活性将甲醛有效分解为水和二氧化碳；吸收法，是将甲醛捕捉剂负载在多孔材料里，利用甲醛与捕捉剂的化学反应达到消除甲醛的目的。在众多方法中，吸收法是净化室内甲醛比较有效的手段之一。国标GB/T18801-2015《空气净化器》对空气净化器处理室内甲醛提出了更高、更严格的要求，不仅需要考察净化材料对目标污染物的净化效率，而且还要考察长期使用下的累计净化能力。而现有的吸收法材料难以兼顾在规定测试条件下对甲醛的净化效率和累计净化能力，同时其复杂的制备流程也极大地增加了材料的成本。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的旨在提出一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，该方法包括以下步骤：S1：配制含高沸点酸和有机胺的浸渍液；S2：将所述S1步骤中得到的浸渍液与活性炭等体积浸渍，得到浸渍后的活性炭；S3：将所述S2步骤中得到的浸渍后的活性炭平铺通风风干，即制备得到甲醛净化活性炭。优选地，在所述S1步骤中，所述高沸点酸包括硫酸、磷酸中的一种或两种混合物。优选地，在所述S1步骤中，所述有机胺包括乙烯脲、二乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和氨基酸类物质一种或多种物质的混合物；其中，氨基酸类物质包括：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸。优选地，在所述S2步骤中，高沸点酸与活性炭的质量比为0.1-1.0:10；有机胺和活性炭的质量比0.1-1.0:15，浸渍时间为6-24小时；在所述S2步骤中，所述等体积浸渍，浸渍液的配比体积根据所需用活性炭的饱和吸水率计算。优选地，在所述S3步骤中，活性炭平铺通风风干，为在室温条件下，将浸渍活性炭均匀平铺开，自然通风使活性炭吸附的部分水分挥发，风干时间视室温温度的高低定，取样称量直至材料内的水分含量在20-40%，即制备得到甲醛净化活性炭。优选地，称取100g煤质柱状活性炭，其饱和吸水率为其质量的76%；量取76ml去离子水于烧杯中，并称取5g硫酸、5g乙烯脲溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置12h；将活性炭平铺在筛网上，自然风干，室内温度28oC，风干6小时后称量活性炭的质量为159g，此时材料的含水率为31%。优选地，称取100g煤质柱状活性炭，其饱和吸水率为其质量的76%；量取76ml去离子水于烧杯中，并称取3g磷酸、6g甘氨酸溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置10h；将活性炭平铺在筛网上，自然风干，室内温度30oC，风干6小时后称量活性炭的质量为145g，此时材料的含水率为25%。优选地，称取100g椰壳活性炭，其饱和吸水率为其质量的70%；量取70ml去离子水于烧杯中，并称取3g磷酸、3g硫酸、8g二乙胺溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置8h；将活性炭平铺在筛网上，自然风干，室内温度28oC，风干6小时后称量活性炭的质量为158g，此时材料的含水率为28%。优选地，称取100g椰壳活性炭，其饱和吸水率为其质量的70%；量取70ml去离子水于烧杯中，并称取8g硫酸、10g谷氨酸溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置24h；将活性炭平铺在筛网上，自然风干，室内温度25oC，风干6小时后称量活性炭的质量为176g，此时材料的含水率为33%。优选地，称取100g椰壳活性炭，其饱和吸水率为其质量的70%；量取70ml去离子水于烧杯中，并称取7g硫酸、5g乙烯脲、4g甘氨酸溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置18h；将活性炭平铺在筛网上，自然风干，室内温度26oC，风干10小时后称量活性炭的质量为145g，此时材料的含水率为20%。本专利技术技术方案的优点主要体现在：该方法克服了现有技术中活性炭吸附容量低、易饱和，以及活性炭负载甲醛捕捉剂经高温干燥处理后气（甲醛）-固（甲醛捕捉剂）反应效率低的缺陷，利用活性炭液相成膜、活性炭残余孔道对甲醛气体的快速吸附、酸性环境强化甲醛-液膜的传质使甲醛快速溶解于液膜、以及液（甲醛）-液（有机胺甲醛捕捉剂）高效反应过程，在较低的成本下制备了高活性的甲醛净化活性炭。与现有技术相比，本专利技术采用活性炭纳米孔道液相成膜，高沸点酸的引入极大地强化和加速了甲醛分子向水相液膜的传质过程，使甲醛与有机胺在液相快速反应，极大提高了甲醛的净化效率；同时整个过程操作简便，无高温干燥过程，大大降低了生产成本。具体实施方式本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本专利技术揭示了一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，高活性具体体现为所制备的材料对室内甲醛的快速、高效、持久消除。该方法是将高沸点酸和有机胺类物质溶解于水相中，与活性炭等体积浸渍负载，自然风干至材料的含水率在20-40%，材料风干过程中水气的部分逸出使材料仍具有较为发达的孔隙结构，同时浸渍液在活性炭微观孔道内的铺展而形成均匀的液膜，利用材料的多孔结构快速吸附空气中的甲醛分子，利用酸性环境强化甲醛分子向液膜的传质吸收过程，最后利用有机胺与甲醛的液-液反应，达到快速、高效和持久消除甲醛的目的。一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，包括如下步骤：S1：配制含高沸点酸和有机胺的浸渍液；S2：将所述S1步骤中得到的浸渍液与活性炭等体积浸渍，得到浸渍后的活性炭；S3：将所述S2步骤中得到的浸渍后的活性炭平铺通风风干，即制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/nS1：配制含高沸点酸和有机胺的浸渍液；/nS2：将所述S1步骤中得到的浸渍液与活性炭等体积浸渍，得到浸渍后的活性炭；/nS3：将所述S2步骤中得到的浸渍后的活性炭平铺通风风干，即制备得到甲醛净化活性炭。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：配制含高沸点酸和有机胺的浸渍液；
S2：将所述S1步骤中得到的浸渍液与活性炭等体积浸渍，得到浸渍后的活性炭；
S3：将所述S2步骤中得到的浸渍后的活性炭平铺通风风干，即制备得到甲醛净化活性炭。


2.根据权利要求1所述的一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：在所述S1步骤中，所述高沸点酸包括硫酸、磷酸中的一种或两种混合物。


3.根据权利要求1所述的一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：在所述S1步骤中，所述有机胺包括乙烯脲、二乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和氨基酸类物质一种或多种物质的混合物；其中，氨基酸类物质包括：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸。


4.根据权利要求1所述的一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，高沸点酸与活性炭的质量比为0.1-1.0:10；有机胺和活性炭的质量比0.1-1.0:15，浸渍时间为6-24小时；在所述S2步骤中，所述等体积浸渍，浸渍液的配比体积根据所需用活性炭的饱和吸水率计算。


5.根据权利要求1所述的一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：在所述S3步骤中，活性炭平铺通风风干，为在室温条件下，将浸渍活性炭均匀平铺开，自然通风使活性炭吸附的部分水分挥发，风干时间视室温温度的高低定，取样称量直至材料内的水分含量在20-40%，即制备得到甲醛净化活性炭。


6.根据权利要求1所述的一种兼具低成本和高活性的甲醛净化活性炭的制备方法，其特征在于：称取100g煤质柱状活性炭，其饱和吸水率为其质量的76%；量取76ml去离子水于烧杯中，并称取5g硫酸、5g乙烯脲溶解配制成浸渍液；浸渍液与活性炭混合并搅拌均匀后，放置12h；将活性炭平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小军，于晓琳，
申请(专利权)人：苏州岚露新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32