一种VOCs高分子吸附材料及其合成方法技术

本发明专利技术属于减震支座复合材料技术领域，尤其涉及一种VOCs高分子吸附材料及其合成方法。本发明专利技术所述VOCs高分子吸附材料为球形，所以在装填为柱状吸附体应用时气体为层流通过，具有操作压力低的优点；吸附材料表面多孔，具有吸附效率高的优点；吸附材料本身具有强疏水性，空气中的水蒸气不影响吸附过程；吸附材料表面经过适度改性，对极性和非极性挥发性有机物具有高的吸附能力。本发明专利技术所公开的吸附材料合成方法，合成设备简单，原材料易得，合成操作条件温和，具有生产效率高和成本低的优点。具有生产效率高和成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs高分子吸附材料及其合成方法


[0001]本专利技术属于吸附材料
，尤其涉及一种VOCs高分子吸附材料及其合成方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)通常指在常温下，沸点在260℃以下的各种有机化合物，主要由烷烃类、芳烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他类有机化合物组成。如日常生活中常用的天然气(甲烷)、打火机用的燃气(丁烷)液化石油气(多种烷烃的混合物)以及汽油(主要烷烃、少量烯烃等的混合物)等都是烷烃类的挥发性VOC；轮胎修补用的粘合剂的溶剂主要芳烃类(甲苯)VOC；日常生活中用的PVC管材是卤代烃类VOC的来源(氯乙烯)；空调制冷剂用的氯氟烃也是VOC中卤代烃的代表；酯类和酮类VOC一般来源于各种溶剂；醛类则主要来源于工业生产。自然燃烧和人工燃烧以及人类的工业活动是挥发性有机物在自然界中的主要来源。挥发性有机物参与自然界的物质循环过程，是形成PM2.5和臭氧合成主要因素，进而引起雾霾以及光化学烟雾污染，影响人的健康。
[0003]大多数挥发性有机物(VOCs)本身就是对人体有害的物质，有些还具有致癌性，代表性的有多环芳烃和亚硝胺等物质，有些具有诱导致癌性如卤代烃、芳香胺等物质。挥发性有机物(VOCs)是环境大气和室内空气污染的主要因素之一，因此VOCs的采集与测定对于监控大气中的污染程度、保护环境大气和维护人的健康具有重要现实意义。
[0004]现有技术中常见的VOCs吸附材料有活性炭、石墨化炭黑、改性活性炭、多孔无机材料如氧化铝硅藻土、以及高分子材料如二苯并呋喃多孔聚合物等。活性炭系列吸附材料(含活性炭和改性活性炭)具有成本低廉的优点，对苯系物系列的挥发性有机物具有很好的吸附能力，但也存在诸多缺陷如活性点容易被破坏造成使用缩短寿命短，疏水性不够在吸附过程中容易被水蒸气干扰降低吸附效率；无机材料吸附剂具有强度大，成本低的优点，但存在极性大，吸附挥发性有机物时极容易容易吸水而降低吸附效率；石墨化炭黑拥有良好的吸附性能和稳定性，但是生产条件需3000℃以上的高温且需要稀有气体环境，致使成本高昂；苯并呋喃系列材料合成难度大，合成后需粉碎为无定形物后筛分使用，存在一致性的问题等。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种VOCs高分子吸附材料，本专利技术所合成的高分子VOCS吸附材料具有疏水性强、解吸温度低、比表面大等优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的一个专利技术目的是公开了一种VOCs高分子吸附材料，所述VOCs高分子吸附材料为球形多孔材料，在其球形表面和孔内表面的分子层级结构式包括：
[0008][0009][0010]本专利技术的另一个专利技术目的是公开了一种VOCs高分子吸附材料的合成方法，具体包括以下合成步骤：
[0011]S1.高分子微球的合成
[0012]具体反应结构式如下：
[0013][0014]具体包括以下步骤：
[0015](1)在装配好水浴锅、电动搅拌器和回流冷凝器的1000毫升三颈瓶中，加入300
‑
700毫升1％的明胶水溶液，加入100
‑
200毫升的二乙烯苯溶液(溶解有过氧化二苯甲酰0.2
‑
1.5克，30
‑
50毫升甲苯，10
‑
30毫升庚烷)，开动搅拌器搅拌，同时通入氮气，在通入氮气的同时开启回流冷凝水，用搅拌速度控制液滴大小，逐步提高搅拌速度至300
‑
500转/分左右，保持此搅拌速度通氮气搅拌10
‑
40分钟；
[0016](2)开启恒温水浴锅，设置温度为60
‑
80摄氏度，在上述温度下保温反应8
‑
24小时，升温至85
‑
95摄氏度，保温反应2
‑
6小时后降温出料，将反应物抽滤，并用大量热水洗涤三次以上，经过60目和100目筛分，取60
‑
100目之间部分干燥备用；
[0017](3)将60
‑
100目之间珠体用索氏提取器丙酮溶液提取三次，烘干备用；
[0018]S2.高分子微球改性
[0019]具体反应结构式如下：
[0020][0021]具体包括以下步骤：
[0022]取上述经过严格干燥的微球10
‑
20克，用50
‑
100份二氯乙烷溶液溶胀，所述二氯乙烷溶液其中包含50
‑
70份二氯乙烷、5
‑
15份无水SnCl4、2
‑
10份乙酰氯、10
‑
20份1
‑
氯丁烷，将上述反应底物转移至装配有恒温水浴锅、电动搅拌器和回流冷凝器(上端装配有干燥装置)的250毫升三颈瓶中，通入干燥的氮气排除氧气，设置温度为40
‑
65摄氏度，保温反应8
‑
16小时，反应完毕，将反应底物抽滤后用丙酮提取三次，干燥至恒重，得改性DVB吸附材料。
[0023]有益效果
[0024]本专利技术公开了一种VOCs高分子吸附材料，这种吸附材料为球形，所以在装填为柱状吸附体应用时气体为层流通过，具有操作压力低的优点；吸附材料表面多孔，具有吸附效率高的优点；吸附材料本身具有强疏水性，空气中的水蒸气不影响吸附过程；吸附材料表面经过适度改性，对极性和非极性挥发性有机物具有高的吸附能力。
[0025]本专利技术所公开的吸附材料合成方法，合成设备简单，原材料易得，合成操作条件温和，具有生产效率高和成本低的优点。
附图说明
[0026]图1：本专利技术所合成的VOCs吸附材料吸附53种可挥发性有机物GC
‑
MS谱图。
具体实施方式
[0027]以下，将详细地描述本专利技术。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许专利技术人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本专利技术的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本专利技术的范围，从而应当理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。
[0028]以下实施例仅是作为本专利技术的实施方案的例子列举，并不对本专利技术构成任何限制，本领域技术人员可以理解在不偏离本专利技术的实质和构思的范围内的修改均落入本专利技术的保护范围。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
[0029]实施例1
[0030]VOCs高分子吸附材料的合成，具体包括以下合成步骤：
[0031]S1.高分子微球的合成，具体包括以下步骤：
[0032](1)在装配好水浴锅、电动搅拌器和回流冷凝器的1000毫升三颈瓶中，加入300毫升1％的明胶水溶液，加入1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VOCs高分子吸附材料，其特征在于，所述VOCs高分子吸附材料为球形多孔材料，在其球形表面和孔内表面的分子层级结构式包括：2.权利要求1所述的VOCs高分子吸附材料的合成方法，其特征在于，包括以下合成工艺：S1.高分子微球的合成；S2.高分子微球改性。3.根据权利要求2所述的VOCs高分子吸附材料的合成方法，其特征在于，所述S1.高分子微球的合成，具体包括以下步骤：(1)在反应容器中加入300
‑
700毫升1％的明胶水溶液，加入100
‑
200毫升的二乙烯苯溶液，所述二乙烯苯溶液中溶解有过氧化二苯甲酰、甲苯、庚烷，搅拌、通入氮气、开启回流冷凝水，搅拌反应10
‑
40分钟；(2)将反应体系升温至温度为60
‑
80摄氏度，保温反应8
‑
24小时，然后升温至85
‑
95摄氏
度，保温反应2
‑
6小时，然后将反应物降温出料；(3)将反应物后处理，即得到产物高分子微球。4.根据权利要求3所述的VOCs高分子吸附材料的合成方法，其特征在于，步骤1中所述二乙烯苯溶液中溶解有过氧化二苯甲酰0.2
‑
1.5克、甲苯30
‑
50毫升，庚烷10
‑
30毫升。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许爱华，孙倩芸，郭波，樊晓翠，崔震，郑鹏，张守忠，李锋丽，
申请(专利权)人：山东省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：