【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空气净化，具体涉及一种双效夹炭布材料及其制备方法。
技术介绍
1、活性炭是一种具有丰富微晶结构、中孔、微孔结构的多孔材料，比表面积高，吸附性能好，克服了其它吸附剂诸多方面的不足，已经成为so2、nox等酸性气体的常用吸附剂和催化氧化还原载体。活性炭对各种气体吸附容量大、操作条件温和、成本低、再生性强，并且适合各种环境操作，是目前空气净化最常用的吸附剂，广泛应用于空气净化器。
2、尽管特殊的微观、宏观物理结构使活性炭对气体有很强的吸附能力，但由于活性炭本身官能团种类和含量少，对so2、nox等酸性气体的吸附容量有限，容易吸附饱和，这限制活性炭对于空气中酸性气体和在高湿度多组分气体的环境下对于挥发性有机物vocs的吸附净化能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种双效夹炭布材料及其制备方法。
2、水蒸气在不同条件下通过不同的吸附机理被活性炭吸附。在高湿环境下，水蒸气主要在孔隙结构中以毛细管凝聚的形式存在，而在低湿环境下，水蒸气主要在微孔结构中被化学吸附。活性炭表面携带的亲水基团在吸附过程中起着至关重要的作用，它们大多通过氢键与水分子结合。
3、惰性气体在较高温度下热处理可以选择性去除活性炭表面的含氧官能团，含氧官能团的去除可增加活性炭表面的碱度，有利于酸性气体吸附，且酸性官能团在在热解时会释放co2形成多孔结构，少量co残留于材料表面同n2形成吡哃，增加材料表面碱度的同时这也增加了
4、活性炭的吸附性能主要于其孔道结构、比表面积和表面化学性质有关，表面化学性质主要取决于表面化学官能团的种类和数量，一般来说含氧官能团越多，碳基材料表面的酸性越大，表面极性越强，亲水性越强。材料的含氧官能团倾向与水分子产生氢键，导致水分子很容易占据vocs的吸附位点，从而降低碳基材料的vocs吸附量。氧化铝作为活性组分加入微孔活性炭中，由于氧化铝为极性吸附剂，在气体处理中可优先同混合气体中的水蒸气、so2等极性气体分子作用，减少这些极性分子同vocs在微孔材料上产生竞争吸附，从而达到有效去除vocs的效果，浸渍活性组分则可通过化学吸附来去除vocs。
5、活性炭吸附酸性气体的主要机理为其表面碱性含氧官能团与酸性气体发生化学作用，活性炭对so2的吸附能力取决于其孔径大小，气体在活性炭中孔的传输下，最终吸附于微孔中。so2在吸附过程中，so2氧化为so3是整个反应的控制步骤，由于含氧官能团的存在有助于so2氧化的进行，从而可使so2快速完全参加反应，提高活性炭对so2的除去效率。材料的亲水性使得so3在材料表面水分子作用下进一步转化为h2so4液滴，当活性炭的微孔填充情况达到临界平衡时，硫酸会自动从微孔中溢出至更大的孔道中，而中大孔中的硫酸不会影响so2的有效扩散系数，这就使得在很长时间内活性炭中一直存在部分可利用的微孔，活性炭吸附so2饱和时间得以延长，从而获得较高的so2吸附容量和较长的突破时间。基于此，本专利技术通过在活性炭表面引入丰富的含氮含氧碱性基团，可在一定湿度的条件下获得较高的so2脱出效率和较长的突破时间，进一步提高活性炭在高湿度的环境下对酸性气体的吸附性能，且本专利技术通过在夹炭布上下游分别设置以微孔为主导的椰壳活性炭和微孔、大孔并存且碘值较高的活性炭，从而同时获得较高的so2初期脱出效率和全周期吸附容量。
6、so2反应机理如下：
7、so2(气态)→so2(吸附态) (1)
8、o2(气态)→o2(吸附态) (2)
9、h2o(气态)→h2o(吸附态) (3)
10、so2(吸附态)+o2(吸附态)→so3(吸附态) (4)
11、so3(吸附态)+h2o(吸附态)→h2so4(吸附态) (5)
12、h2so4(吸附态)+nh2o(吸附态)→h2so4·nh2o(吸附态) (6)
13、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
14、本专利技术目的之一在于一种双效夹炭布材料的制备方法，包括如下步骤：
15、骨架支撑层的非迎风侧平铺一层胶粘剂，形成第一胶粘层，然后在第一胶粘层上均匀平铺活性炭ⅰ后，再平铺一层胶粘剂，形成第二胶粘层；接着在第二胶粘层上均匀平铺活性炭ii，依次平铺一层胶粘剂、熔喷布，得到双效夹炭布材料；
16、其中，所述活性炭ⅰ为碱改性具有亲水性的活性炭，所述活性炭ii为浸渍负载有活性组分的活性炭。
17、更进一步地，所述骨架支撑层为克重为60-70g/m2聚酯(pet)无纺布；所述熔喷布为克重25g/m2聚丙烯(pp)无纺布；所述胶粘剂为热熔胶，其形成的热熔胶网膜，即胶粘层，第一层、第三层胶粘层克重为克重10-15g/m2共聚酯(pes)热熔胶网，第二层胶粘层为克重18-25g/m2共聚酯(pes)热熔胶网，网熔融温度范围在80-120℃。第一、三层热熔胶网成分还可以为聚烯烃(po)、共聚酯(pes)、聚酰胺(pa)等中的一种或两种，熔融范围为80-120℃。在本专利技术中，第二层胶粘层选用克重较大的热压成型后同时又能够保持稳定的力学性能，具备优异的强度和刚度热熔胶网，在保证两种活性炭层固定的同时，又可在两种炭层之间产生一定的间隙，气体经过界面层会产生分流，降低气流经过夹炭布的阻力。
18、更进一步地，在骨架支撑层下方设置桌面传送机和上方设置高压静电撒粉机，以确保活性炭能够在骨架层均匀分布。所述高压静电撒粉机粉量调节范围为25％-35％，桌面传送机的传送频率设置为15-20hz，这样使得炭层炭颗粒的均布效果，又要避免因为振幅过大、频率过高、时间过长而导致炭颗粒从布面掉落。
19、更进一步地，对上述依次层叠的材料采用热压方式进行压制成型，得到夹炭布材料，所述热压温度范围在85-110℃。
20、更进一步地，所述活性炭i、活性炭ii的铺设量分别为180-200g/m2、80-100g/m2。
21、进一步地，所述活性炭ⅰ的制备方法为：将活性炭i基炭在硝酸中充分浸泡，取出洗涤干净并干燥；将干燥后的活性炭i基炭与氢氧化钾混合均匀，在惰性气体中进行煅烧，取出洗涤至滤液为中性，干燥，得到活性炭ⅰ。
22、进一步地，所述活性炭i基炭以中微孔为主导，其比表面积在600-800m2/g、颗粒粒度在0.25-0.60mm；所述硝酸的质量分数为15-25％，浸泡时间至少需要12小时；所述第一次干燥为真空干燥，干燥所需时间至少为12小时。
23、进一步地，所述煅烧中的升温速率为2-8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭I、活性炭II的铺设量分别为180-200g/m2、80-100g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭Ⅰ的制备方法为：
4.根据权利要求3所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭I基炭的比表面积在600-800m2/g、粒度在0.25-0.60mm；所述硝酸的质量分数为15-25％。
5.根据权利要求3所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程中的升温速率为2-8℃/min，煅烧氛围为氮气环境，氮气的流量为1.0-2.0L/min。
6.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭II的制备方法为：
7.根据权利要求6所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭II基炭为比表面积在1300-1600m2/g、粒径在0.18-0.25mm、碘值在10
8.根据权利要求6所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性组分溶液为KMnO4、Mn(NO3)2或K2FeO4溶液中的一种，浓度为0.8-2.0mol/L；所述活性炭Ⅱ中，活性组分与活性炭II基炭的质量比为(12-18)：100，活性组分的颗粒度为0.30-0.40mm。
9.根据权利要求6所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述浸渍过程中，活性炭II基炭在40-60kHz超声水浴80-120min，随后静置6-12h，60-80℃加热，不断搅拌，直至液体完全蒸发。
10.一种如权利要求1-9任一项所述制备方法得到的双效夹炭布材料。
...【技术特征摘要】
1.一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭i、活性炭ii的铺设量分别为180-200g/m2、80-100g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭ⅰ的制备方法为：
4.根据权利要求3所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭i基炭的比表面积在600-800m2/g、粒度在0.25-0.60mm；所述硝酸的质量分数为15-25％。
5.根据权利要求3所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程中的升温速率为2-8℃/min，煅烧氛围为氮气环境，氮气的流量为1.0-2.0l/min。
6.根据权利要求1所述的一种双效夹炭布材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭ii的制备方法为：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝军，常晴，夏克，
申请(专利权)人：浙江金海高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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