一种去湿除醛凹土基吸附剂材料、制备方法及应用技术

技术编号：40663423 阅读：3 留言：0更新日期：2024-03-18 18:57

本发明专利技术属于无机物吸附材料技术领域，具体涉及一种去湿除醛凹土基吸附剂材料、制备方法及应用；制备方法为：S1、制备凹凸棒粘土混合溶液；S2、将钛酸丁酯滴入到无水乙醇中，加入乙酰丙酮并搅拌，混合均匀后得到溶液A；将无水乙醇和去离子水混合，搅拌均匀得到溶液B；S3、将溶液B加入溶液A中，并滴加Nd(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;·5H<subgt;2</subgt;O溶液搅拌均匀，形成掺杂Nd<supgt;3+</supgt;：TiO<subgt;2</subgt;溶胶，将TiO<subgt;2</subgt;溶胶添加到凹凸棒粘土混合溶液，加入丙烯酸乳液，搅拌形成混合液；S4、对混合溶液进行超声混合、静置老化、过滤、洗涤、干燥、煅烧处理得到凹凸棒粘土表面包裹掺杂Nd<supgt;3+</supgt;：TiO<subgt;2</subgt;的粉末；S5、将掺杂Nd<supgt;3+</supgt;：TiO<subgt;2</subgt;的粉末和石墨粉混合，并喷入羧甲基纤维素进行混合即可得到去湿除醛凹土基吸附剂材料。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机物吸附材料，具体涉及一种去湿除醛凹土基吸附剂材料、制备方法及应用。

技术介绍

1、目前可采用的室内甲醛控制技术有吸附法、热破坏法、吸收法、光催化法、光化学氧化法等。这其中吸附法因为成本相对较低、操作简单等优势而应用最为广泛。传统吸附材料多内部添加氧化钛光催化剂作为吸附剂，但纯tio2的光催化效率不足以满足实际需求，导致其相当大的能耗、较差的可见光催化活性和较低的量子效率，且制备成本较高等影响，因此普通吸附剂在实际应用中存在吸附效果差、吸附剂饱和需脱附或更新等问题。因此开发应用高效甲醛吸附材料，并在工艺上解决吸附剂饱和问题成为当前室内甲醛处理研究的重点。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：

2、一种去湿除醛凹土基吸附剂材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、s1、制备凹凸棒粘土混合溶液；

4、s2、将钛酸丁酯缓慢滴入到无水乙醇中，并加入乙酰丙酮，然后进行搅拌，混合均匀后得到溶液a待用；将无水乙醇和去离子水进行混合，搅拌均匀得到溶液b；

5、s3、将溶液b缓慢加入溶液a中，并逐步滴加nd(no3)3·5h2o溶液搅拌均匀，形成掺杂nd3+：tio2溶胶，将tio2溶胶添加到凹凸棒粘土混合溶液，并加入丙烯酸乳液，然后搅拌形成混合液；

6、s4、对混合溶液进行超声混合、静置老化、过滤、洗涤、干燥以及煅烧处理得到凹凸棒粘土表面包裹掺杂nd3+：tio2的粉末；</p>

7、s5、将掺杂nd3+：tio2的粉末和石墨粉放入到转盘中进行干法混合，并喷入羧甲基纤维素进行混合即可得到去湿除醛凹土基吸附剂材料。

8、优选地，步骤s1制备凹凸棒粘土混合溶液的步骤为：称量细度为200～400目的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌2～4小时，然后加入海泡石纤维进行混合，再添加聚丙烯酸胺活性剂并进行搅拌得到凹凸棒粘土混合溶液。

9、优选地，所述凹凸棒粘土和蒸馏水的固液比为1:8～10g/ml,所述海泡石纤维与凹凸棒粘土的质量比为1～2:10，所述聚丙烯酸胺活性剂与蒸馏水的体积比为1～2：160～200。

10、优选地，加入聚丙烯酸胺活性剂时的搅拌条件为：搅拌温度：80～100℃，搅拌转速：1500～2000rpm，搅拌时间：2～4小时。

11、优选地，步骤s2，溶液a中钛酸丁酯、无水乙醇以及乙酰丙酮的体积比为10～16：20～30：3～4，溶液b中无水乙醇和去离子水的体积比为10～15：2～3，制备溶液b时还需加入冰乙酸调节溶液b的ph至2～3，冰乙酸的浓度为:17.5mol/l。

12、优选地，步骤s3中溶液a、溶液b以及nd(no3)3·5h2o溶液的体积比为1.8～2：1：0.2，丙烯酸乳液与nd(no3)3·5h2o溶液的体积比为1～2：4～6；步骤s3中加入丙烯酸乳液后搅拌的条件为：温度：50～55℃，转速：350～500rpm，时间：30～40min。

13、优选地，步骤s4在制备的混合液里还需滴加氨水，将混合液的ph调节至9～10，步骤s4中超声混合的温度为50～55℃，时间为30～40min，静置老化温度为60～65℃，时间为12～14h，洗涤采用去离子水，洗涤次数至少为三次，以去除未吸附的tio2溶胶，干燥温度为80～90℃，干燥时间为：24～30h，煅烧的温度为400～500℃，煅烧时间为1～1.5h。

14、优选地，步骤s5中粉末和石墨粉的质量比为100:5～8，羧甲基纤维素的质量百分比浓度为20％，在转盘内混合时的温度为：30～60℃，转盘转速为50～100rpm，混合时间为2～4h。

15、优选地，一种去湿除醛凹土基吸附剂材料由所述的制备方法制备而成。

16、优选地，所述的一种去湿除醛凹土基吸附剂材料作为吸附剂在去除室内甲醛方面的应用。

17、本专利技术的有益效果：

18、1、利用溶胶凝胶制备钛基光催化材料，在tio2的纳米粉末掺杂稀土元素nd3+，降低ti离子能带间隙，促进光生载流子的迁移和分离，形成大量氧空位。

19、2、本专利技术采用表面包裹工艺，在多孔凹凸棒石粘土基体材料的表面包裹亲水性丙烯酸乳液，形成羟基等活性官能团，吸附钛基光催化材料，制备出高性能吸附材料，具备物理吸附、化学分解功能，达到空气除甲醛去味等功效，利用粘合剂在成型设备下制成具有高强度、高吸湿的球状吸附剂，对环境无污染和腐蚀。

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【技术保护点】

1.一种去湿除醛凹土基吸附剂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1制备凹凸棒粘土混合溶液的步骤为：称量细度为200～400目的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌2～4小时，然后加入海泡石纤维进行混合，再添加聚丙烯酸胺活性剂并进行搅拌得到凹凸棒粘土混合溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凹凸棒粘土和蒸馏水的固液比为1:8～10g/ml,所述海泡石纤维与凹凸棒粘土的质量比为1～2:10，所述聚丙烯酸胺活性剂与蒸馏水的体积比为1～2：160～200。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，加入聚丙烯酸胺活性剂时的搅拌条件为：搅拌温度：80～100℃，搅拌转速：1500～2000rpm，搅拌时间：2～4小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2，溶液A中钛酸丁酯、无水乙醇以及乙酰丙酮的体积比为10～16：20～30：3～4，溶液B中无水乙醇和去离子水的体积比为10～15：2～3，制备溶液B时还需加入冰乙酸调节溶液B的pH至2～3，冰乙酸的浓度为:17.5mol/L。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中溶液A、溶液B以及Nd(NO3)3·5H2O溶液的体积比为1.8～2：1：0.2，丙烯酸乳液与Nd(NO3)3·5H2O溶液的体积比为1～2：4～6；步骤S3中加入丙烯酸乳液后搅拌的条件为：温度：50～55℃，转速：350～500rpm，时间：30～40min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4在制备的混合液里还需滴加氨水，将混合液的pH调节至9～10，步骤S4中超声混合的温度为50～55℃，时间为30～40min，静置老化温度为60～65℃，时间为12～14h，洗涤采用去离子水，洗涤次数至少为三次，以去除未吸附的TiO2溶胶，干燥温度为80～90℃，干燥时间为：24～30h，煅烧的温度为400～500℃，煅烧时间为1～1.5h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中粉末和石墨粉的质量比为100:5～8，羧甲基纤维素的质量百分比浓度为20％，在转盘内混合时的温度为：30～60℃，转盘转速为50～100rpm，混合时间为2～4h。

9.一种去湿除醛凹土基吸附剂材料由权利要求1-8任一所述的制备方法制备而成。

10.如权利要求1-8任一所述的一种去湿除醛凹土基吸附剂材料作为吸附剂在去除室内甲醛方面的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种去湿除醛凹土基吸附剂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1制备凹凸棒粘土混合溶液的步骤为：称量细度为200～400目的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌2～4小时，然后加入海泡石纤维进行混合，再添加聚丙烯酸胺活性剂并进行搅拌得到凹凸棒粘土混合溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2，溶液a中钛酸丁酯、无水乙醇以及乙酰丙酮的体积比为10～16：20～30：3～4，溶液b中无水乙醇和去离子水的体积比为10～15：2～3，制备溶液b时还需加入冰乙酸调节溶液b的ph至2～3，冰乙酸的浓度为:17.5mol/l。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，姚义俊，季志祥，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：

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