【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境，具体涉及一种能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料、制备方法和应用。
技术介绍
1、工业生产技术的不断发展以及大气中污染物浓度的不断上升，导致目前对洁净室中分子污染物的控制要求更加严格。so2是一种数量大、影响范围广的气体污染物，可在燃料燃烧、矿石冶炼、炼油厂生产过程或化学溶剂挥发过程中产生。即使在低浓度下，长时间暴露于so2中也会刺激眼睛粘膜，损害皮肤和组织，损害呼吸系统和腐蚀设备，从而危及生产。因此，设计一种在室温下对低浓度的so2表现出优异捕获能力的材料具有重要的现实意义。
2、目前的有毒物质去除技术主要包括焚烧、膜分离、吸收吸附。焚烧不仅由于温度高而需要大量能量，还会产生其他有害物质。膜分离由于其低维护和低能耗而被广泛用于液体净化，但它本身容易受到污染。吸收技术通常使用金属络合物或离子液体来吸收污染物气体，但这些方法具有效率低、二次污染和气液界面小的缺点，限制了其广泛应用。在实际日常中，通常利用多孔材料的吸附，此方法不需要额外的设备，这使得吸附容易进行。因此，基于固气反应的吸附材料在各种环境中得到了更广泛的应用。到目前为止，各种材料被用于去除和保留污染物气体，包括沸石、金属有机框架、多孔氧化铝、树脂和活性炭。其中，由于活性炭具有优异的比表面积、低廉的价格、宽的孔径范围和可调的化学性质，目前活性炭仍然是空气净化领域的主要吸附剂。
3、在洁净室或者大气环境中，二氧化硫的浓度通常很低，捕获具有较大的难度。活性炭虽然具有较大的比表面积，但是仅靠物理吸附捕集二氧化硫的效率仍然很低。传统改性
4、因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的能在低浓度下对so2具有高化学吸附性能的吸附材料，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的能在低浓度下对so2具有高化学吸附性能的吸附材料。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)将明胶加入到去离子水中，在加热条件下搅拌至完全溶解，然后向其中加入氧化锌纳米颗粒，超声分散使溶液混合均匀；
4、(2)向步骤(1)的溶液中加入柠檬酸和氯化铵，在加热条件下搅拌，蒸发掉多余液体，得到干燥的样品；
5、(3)将步骤(2)中干燥的样品进行碳化，然后，在常温条件下，将碳化后的样品浸入酸性溶液中，磁力搅拌，洗去多余的氧化锌，并用去离子水洗涤至中性；
6、(4)将步骤(3)得到的样品在真空加热条件下干燥并研磨，即得到所述吸附材料。
7、在本专利技术的较佳实施方式中，步骤(1)中，将0.8g明胶加入到120ml去离子水中，在60℃磁力搅拌下至完全溶解。
8、在本专利技术的另一较佳实施方式中，步骤(1)中，所述氧化锌纳米颗粒的直径为30nm，氧化锌纳米颗粒的重量为10-50g。
9、在本专利技术的另一较佳实施方式中，步骤(2)中，所述柠檬酸和氯化铵的加入量均为10g，在80℃条件下搅拌。
10、在本专利技术的另一较佳实施方式中，步骤(3)中，碳化方法为：将步骤(2)中干燥的样品在惰性气氛氛围下，通过5℃/min升温到800℃，并保温90min，使样品碳化。
11、在本专利技术的另一较佳实施方式中，步骤(3)中，所述酸性溶液为1m的盐酸溶液。
12、在本专利技术的另一较佳实施方式中，步骤(4)中，在80℃下真空干燥并研磨。
13、本专利技术还提供了一种由上所述的方法制备得到的能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料。
14、本专利技术还提供了一种如上所述的催化吸附材料在吸附so2中的应用。
15、进一步的，所述催化吸附材料吸附氧化so2成为so3。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、(1)本专利技术的吸附材料引入了zn-n-c结构，增强了材料活性，提高so2亲和力，通过4个碳原子起到了螯合作用，成功固定了金属原子，同时由于电负性差异，电子很容易从zn转移到相邻的n上，从而增强了zn的活性；
18、(2)本专利技术采用原位模板法制备zn-n掺杂的分级多孔碳，将传统吸附材料的两步法改为一步法，将活性元素添加到原材料中，利用zno作为模板剂，直接碳化获得吸附剂，相比于传统方法制备的吸附材料，吸附材料的比表面积较大，孔容积较大，可以负载更多的活性位点，有利于气体进入孔径内；
19、(3)二氧化硫作为小分子气体，更易吸附在微孔中，而传统的改性方法会造成微孔堵塞。本专利技术以柠檬酸作为碳源和蚀刻剂，可以蚀刻zno，通过碳源在搅拌过程中能包裹住模板剂，经过碳化后使用盐酸洗掉模板剂，从而形成孔隙结构，通过调节柠檬酸和氧化锌纳米颗粒的二者比例，可以控制zno模板的大小，调节吸附材料的孔径分布，能克服传统改性方法会造成微孔堵塞的缺点，从而使得二氧化硫气体具有更多的吸附位点，增强其吸附效果。
20、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将0.8g明胶加入到120ml去离子水中，在60℃磁力搅拌下至完全溶解。
3.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化锌纳米颗粒的直径为30nm，氧化锌纳米颗粒的重量为10-50g。
4.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述柠檬酸和氯化铵的加入量均为10g，在80℃条件下搅拌。
5.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，碳化方法为：将步骤(2)中干燥的样品在惰性气氛氛围下，通过5℃/min升温到800℃，并保温90min，使样品碳化。
6.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸性溶液为1M的盐酸溶液。p>
7.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在80℃下真空干燥并研磨。
8.由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的能高效捕获低浓度SO2的催化吸附材料。
9.如权利要求8所述的催化吸附材料在吸附SO2中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述催化吸附材料吸附氧化SO2成为SO3。
...【技术特征摘要】
1.一种能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将0.8g明胶加入到120ml去离子水中，在60℃磁力搅拌下至完全溶解。
3.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化锌纳米颗粒的直径为30nm，氧化锌纳米颗粒的重量为10-50g。
4.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述柠檬酸和氯化铵的加入量均为10g，在80℃条件下搅拌。
5.根据权利要求1所述的能高效捕获低浓度so2的催化吸附材料的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓强，曾国治，郭思仪，杨叶欣，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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