本发明专利技术提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂及其制备方法，该吸附剂以拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥做前体物，经过化学改性及高温焙烧后得到的，该吸附剂为红色颗粒物，该吸附剂的内部微观孔径分布范围为0.9～2.7nm，外观尺寸大小为0.45～0.9mm，有利于对空气中微量甲醛的捕捉去除。本发明专利技术提出的用于从空气中分离甲醛的吸附剂与现有甲醛吸附和催化净化材料相比，在高空速下，能高效吸附分离气相低浓度甲醛，而且吸附容量大，使用寿命长，且其使用的原材料来源于铝工业炼铝过程中产生的固体废渣赤泥，来源广泛，价格低廉，制成吸附剂后能够达到以废治害的目的，有利于实现清洁生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空气净化处理
，具体涉及一种从空气中高效分离甲醛的吸附剂及其制备方法。
技术介绍
甲醛广泛存在于空气环境之中，尤其是建筑物室内，以及航天器、潜艇、地铁等密闭或半密闭舱室，是有限空间环境的最主要空气污染物之一。甲醛的来源比较复杂，主要包括脲醛/酚醛树脂胶人造板，如胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板；含有甲醛的装饰材料，如贴墙纸、涂料、胶粘剂、尿素-甲醛泡沫绝缘材料和塑料地板；散发甲醛的室内和舱内陈列和装饰用品，如家具、化纤地毯和泡沫塑料；燃烧散发甲醛的材料，如家用燃料燃烧、香烟燃烧；生活用品，如化妆品、清洁剂、防腐剂、油墨和纺织纤维。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。长期接触低浓度甲醛会引起慢性呼吸道疾病，鼻咽癌、结肠癌、 脑癌、月经紊乱、细胞核的基因突变、妊娠综合症、白血病、记忆力和智力下降等。在所有接触者中，儿童、孕妇和老人对甲醛尤为敏感，危害也更大。国际癌症研究组织已建议将其作为可疑致癌物对待。目前，对于有限空间空气中低浓度甲醛的处理，主要采用低温催化氧化、吸附、光催化和低温等离子体氧化等方法处理。研究表明，低温催化氧化可有效将甲醛氧化为二氧化碳和水，但是，当甲醛与苯系物共存时，需要采用低温催化之外的其它方法来解决苯系物的净化处理问题，这势必使处理系统的投资和运行费用增加，维护管理难度增大。吸附主要采用多孔的金属氧化物和非金属氧化物材料来吸附分离气相低浓度的甲醛，由于这些吸附材料孔体积和比表面积有限，因而吸附容量较低，使用寿命很短。同时， 当甲醛与苯系物共存时，同样需要采用其它方法来解决苯系物的净化处理问题，从而带来处理系统复杂、投资和运行费用高、维护管理难度大等问题。低温等离子体氧化兼具净化甲醛和苯系物的效果，但是，处理能耗较高，而且仅仅依靠低温等离子体氧化处理时，由于氧化不彻底，会形成有害中间产物，同时，若采用放电方法产生低温等离子体，也会形成臭氧和二氧化氮等有害放电产物。光催化氧化效率较低，而且氧化不彻底，也会生成其他有害的不完全氧化产物，引起二次污染。另外，当甲醛与苯系物共存时，不仅需要采用其它方法来解决苯系物的净化处理问题，而且苯系物还可能引起光催化剂中毒。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供，在空速(反映气流在吸附剂床层中的停留时间，单位h—1，空速越高，气流在吸附剂中的停留时间越短)为10000 5000( -1的条件下，本专利技术提供的吸附剂能有效分离空气中的甲醛，而且吸附容量大，使用寿命长。且所使用的前体物为赤泥，一种来源于铝工业炼铝过程中的固体废渣，具有来源广泛，价格低廉的优势。本专利技术提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，该吸附剂以拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥做前体物，经过化学改性及高温焙烧后得到的，该吸附剂的内部微观孔径分布范围为0. 9 2. 7nm，有利于对空气中微量甲醛的捕捉去除。该吸附剂为红色颗粒物，外观尺寸大小为0. 45 0. 9mm。该吸附剂的成分按照重量百分比为二氧化硅(10 15wt% )、 氧化铁(20 25wt% )、氧化铝(10 15wt% )及其他微量成分(钠、钙、钛的氧化物及灼烧损失部分，45 50wt% )，其成分含量与普通赤泥相同，即与拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥成分相同，只是经改性后吸附剂内部孔径分布范围向微孔部分转化。本专利技术还提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤步骤一用去离子水直接溶解清洗前体物，该前体物为拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥，成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化锑以及灼烧损失部分，前体物与去离子水的质量比为1 20 1 10 ；步骤二 将清洗后的前体物取出，置于干燥箱中，在100 110°C下干燥12 16个小时。将经过干燥处理后的前体物研磨至颗粒尺寸为0. 18 0. 28mm ；步骤三将浓度范围为 30%的H2A溶液与0. 18 0. 28mm的前体物按液固比为1 5 1 10的比例进行混合，在旋转蒸发仪上改性，改性浸泡时间为1 4h，转速40 60r/min，水浴温度50 60°C，得到改性的前体物；所述的液固比是指H2A溶液的体积(mL)与前体物的质量(g)之比。步骤四将得到的改性前体物与去离子水和甲基纤维素按照100 15 1.5 100 27 2.7(重量比)的比例混合均勻，在8 14MPa的压力范围内压制成片，得到片状改性前体物；步骤五将得到的片状改性前体物置于马弗炉中进行高温焙烧，焙烧温度范围为 300 700°C，焙烧的时间2 他；取出后自然冷却至室温，研磨成0. 45 0. 9mm，得到本专利技术的用于从空气中分离甲醛的吸附剂。本专利技术的优点在于1)本专利技术提供的，该吸附剂与现有甲醛吸附和催化净化材料相比，在高空速下，能高效吸附分离气相低浓度甲醛，而且吸附容量大，使用寿命长。特别是使用的原材料来源于铝工业炼铝过程中产生的固体废渣，来源广泛，价格低廉，制成吸附剂后能够达到以废治害的目的，有利于实现清洁生产。2)本专利技术提供，与现有光催化氧化、低温等离子氧化等技术相比，利用本专利技术提供的吸附剂进行吸附净化处理，净化彻底，不会产生新的污染物，不会引起二次污染。3)本专利技术提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂尤其适用于含有低浓度甲醛或低浓度甲醛与其它挥发性有机化合物共存的居室或者密闭、半密闭舱室的空气净化处理。附图说明图1 本专利技术提出的一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂的制备方法流程图。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，该吸附剂以拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥做前体物，经过化学改性及高温焙烧后得到的，该吸附剂的内部微观孔径分布范围为0. 9 2. 7nm，有利于对空气中微量甲醛的捕捉去除。该吸附剂为红色颗粒物，外观尺寸大小为0. 45 0. 9mm。该吸附剂的成分按照重量百分比为二氧化硅(10 15wt% )、 氧化铁(20 25wt% )、氧化铝(10 15wt% )及其他微量成分(钠、钙、钛的氧化物及灼烧损失部分，45 50wt% )，其成分含量与普通赤泥相同，即与拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥成分相同，只是经改性后吸附剂内部孔径分布范围向微孔部分转化。在常压、室温(10MPa，23°C )条件下，空速为10000 δΟΟΟΟΙΓ1范围内，甲醛浓度为3 5mg/m3时，本专利技术所制备的吸附剂的穿透时间达到10 13h。本专利技术还提供一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤步骤一用去离子水直接溶解清洗前体物，该前体物为拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥，成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化锑以及灼烧损失部分，前体物与去离子水的质量比为1 20 1 10;步骤二 将清洗后的前体物取出，置于干燥箱中，在100 110°C下干燥12 16个小时。将经过干燥处理后的前体物研磨至颗粒尺寸为0. 18 0. 28mm ；步骤三将浓度范围为 30%的H2A溶液与0. 18 0. 28mm的前体物按液固比为1 5 1 10的比例进行混合，在旋转蒸发仪上进行化学改性，改性浸泡时间为1 4本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，其特征在于：所述的吸附剂的前体物为赤泥，内部微观孔径分布范围为０．９～２．７ｎｍ，外观尺寸大小为０．４５～０．９ｍｍ，该吸附剂为红色颗粒物，吸附剂的成分按照重量百分比为１０～１５ｗｔ％二氧化硅、２０～２５ｗｔ％氧化铁、１０～１５ｗｔ％氧化铝及４５～５０ｗｔ％的钠、钙、钛的氧化物及灼烧损失部分。
【技术特征摘要】
1.一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，其特征在于所述的吸附剂的前体物为赤泥，内部微观孔径分布范围为0. 9 2. 7nm，外观尺寸大小为0. 45 0. 9mm，该吸附剂为红色颗粒物，吸附剂的成分按照重量百分比为10 15wt%二氧化硅、20 25wt%氧化铁、 10 15wt%氧化铝及45 50wt%的钠、钙、钛的氧化物及灼烧损失部分。2.根据权利要求1所述的一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，其特征在于所述的赤泥为拜耳法冶铝工艺产生的赤泥。3.根据权利要求1所述的一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，其特征在于4.根据权利要求1所述的一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂，其特征在于所述的吸附剂在大气压力为lOMPa，23°C温度下，空速为10000 δΟΟΟΟΙΓ1范围内，甲醛浓度为3 5mg/m3时，穿透时间为10 13h。5.一种用于从空气中分离甲醛的吸附剂的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤步骤一用去离子水溶解清洗前体物，该前体物为拜耳法冶铝工艺所产生的赤泥，前体物与去离子水的质量比为1 20 1 10;步骤二 将清洗后的前体物取出，置于干燥箱中，在100 110°C下干燥12 16个小时。将经过干燥处理后的前体物研磨至颗粒尺寸为0. 18 0. 28mm ；步骤三将浓度为 3...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾小岚，周俊涛，朱天乐，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
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