一种用于去除空气中有机挥发物的复合净化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于去除空气中有机挥发物的复合净化剂的制备方法，属于冶金化工制备技术领域。适用于净化现代家装中的有机挥发物等多种有害气体。本复合净化剂以含锌量为５～１０％的废活性炭为原料，通过分解、掺杂、活化、改性处理，使废活性炭活化再生，同时改变废活性炭中锌的化合状态，使活性炭表面形成多种对有机挥发物有吸附和降解作用的官能团，能适应室内空气污染物存在的长期性、释放周期长等特点，对弱极性或非极性的有机挥发物等有害气体去除率达到９５～１００％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于 冶金化工制备
二、
技术介绍
在醋酸乙烯合成工业中，产生大量负载有醋酸锌活性炭的废触媒，而这些失 活的活性炭以废渣被废弃。本专利技术涉及的复合净化剂就是采用这些废弃的含锌活 性炭经过再处理后制成，其主要由活性炭和氧化锌微晶构成。新居装修装饰和日常中忽视了高分子材料降解、油漆、涂料、建材等缓慢释 放的有机挥发物(VOCs)等有害气体，根据专业检测机构统计的数据，对新装修 的房屋有机挥发物超标率达到80%以上，长期处在这样的环境中，影响人们的健 康，甚至会诱发各种恶性肿瘤。因此室内环境空气的质量越来越受到人们的关注， 室内环境空气净化处理已受到环境工作者的重视。活性炭吸附法和二氧化钛光催化法是室内空气净化中常采用的方法，但目前 都是采用普通活性炭来吸附去除，或是单一的光催化剂来催化降解。室内有机挥 发物等有害物具有以低浓度以及长期存在和缓释的的特征,采用普通活性炭作为 吸附剂时，因其表面缺少对有机挥发物有吸附和降解作用的官能团，在室内空气 净化中容易达到饱和，因此采用普通活性炭吸附室内低浓度的有机挥发物的效果差；采用单一的光催化剂，容易造成粉体的团聚，导致失去光催化的功效，达不到去除目的，加之在使用光催化剂时有一定的条件限制，需要在相应光波长范围 内照射时，才能起到去除作用，从而降低了光催化剂在室内空气净化中的使用功 效。因此，只采用普通活性炭或单一光催化剂的方法都不能从根本上消除室内空 气中有机挥发物等有害气体，存在着净化不彻底、成本较高、持续周期短、可循 环性差等问题，限制了其推广和应用。本专利技术的复合净化剂是一种用于室内空气中VOCs等有害气体吸附和催化的复合气体净化剂，因在活性炭中负载纳米氧化锌，对活性炭进行了改性，使其 表面有多种对VOCs有吸附和降解作用的官能团，不仅超越了普通活性炭的功 效，而且也具备了光催化的功效，克服了目前使用普通活性炭和单一使用光催化 剂的不足，是一种使用方便、净化效果好，且无副作用的室内空气复合净化剂。 三、
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于去除空气中有机挥发物的复合净化剂的制 备方法，以含锌量为5~10%的废活性炭为原料，通过分解、掺杂、活化、改性 处理，使废活性炭活化再生，同时改变废活性炭中锌的化合状态，使活性炭表面 形成多种对VOCs有吸附和降解作用的官能团，以去除或降解空气中有机挥发物, 去除率达到95 100%。专利技术按以下技术方案实施1、 原料制备以含锌重量百分比为5~10%的废活性炭为原料，例如生产醋酸 乙烯时废弃的载醋酸锌活性炭废触媒，将其破碎为粒度0.7 0.05rnm。2、 焙烧分解原料放入焙烧炉中，在80 25(TC温度段时，控制升温速率为 50~100°C/min，在250。C时保温8(M20min，保持炉膛内为负压，其目的在于使 吸附在废活性炭内部的醋酸锌的分解，产生的醋酸迅速从活性炭的孔中解析出 来，打开活性炭的孔道，使活性炭产生部分孔隙；3、 掺杂活化升温至250 950'C温度段时，控制升温速率为40 8(TC/min， 在该过程中通入氮气为保护气，氮气流量为5~20ml/min，其目的在于使醋酸锌 分解时留在活性炭孔中的部分氧化锌挥发出来，起到对活性炭的刻蚀作用，产生 更多的孔道，使活性炭得到活化，留在活性炭孔隙中的纳米氧化锌起到掺杂的作 用，改善活性炭的吸附性能，同时具备了光催化的功效，4、 表面改性在950'C时改通水蒸汽，保证水蒸气流量为0.8 1.5g/min，水 蒸汽通入的时间为360 420min，其目的在于使活性炭进一步活化，产生发达的 孔隙结构，同时使活性炭的表面改性，生成酚羟基、羧基、内酯基、醌基、羧酐、 内酯基型羰塞、醚基、吡喃酮或类吡喃酮等结构的表面官能团；5、 表面改性结束后，在氮气气分中以100~130°C/min的冷却速度冷却到室 温即可得到产品复合净化剂。经过包装后可直接在环境净化工程中使用。本产品特征如下氧化锌含量高，活性炭表面具有酚羟基、羧基、内酯基、醌基、羧酐、内酯基型羰基、醚基、吡喃酮或类吡喃酮等结构的表面官能团，活 性炭的比表面积为900~1000m2/g，碘吸附值为800~1100mg/g。 与公知技术相比具有的优点及积极效果(1) 本专利技术是以废弃的活性炭为原料，制成气体吸附剂时省去了活性炭负 载化合物的复杂工艺，资源得以再次利用，促进了醋酸乙烯工业的生产。(2) 本产品将活性炭的吸附性能和氧化锌催化性能结合在一起，通过改性 和掺杂使活性炭表面形成有多种对有机挥发物有吸附和降解作用的官能团(酚羟 基、羧基、内酯基、醌基、羧酐、内酯基型羰基、醚基、吡喃酮或类吡喃酮等结 构)，可以对弱极性或非极性的有机挥发物等有害气体有很高的去除效率。(3) 本复合净化剂能适应室内空气污染物存在的长期性、释放周期长等特 点，进行适时的吸附，为使用者提供一种使用方便、价格便宜、净化效果好、不 会带来二次污染的室内空气复合净化剂。四具体实施方式 实施例1将生产醋酸乙烯时载醋酸锌活性炭废触媒破碎为粒度0.7 0.05rnrn后入焙烧 炉中，在80 25(TC温度段时，升温速率为80°C/min，并在25(TC时保温100min， 在该过程中保持炉膛内为负压；在250 95(TC温度段时，升温速率为5(TC/min， 在该过程中通入氮气为保护气，保护气流量为15ml/min;在95(TC时通入水蒸汽， 保证水蒸气流量为1.2g/min，水蒸汽通入的时间为400mim过程结束时，在氮 气中以120°C/min的冷却速度冷却到室温即可得到该复合净化剂。在新装修的某幼儿园的教室中，使用面积为120m2，在经过12h的门窗紧闭 后，通过有关部门检测，教室内的总有机挥发物(TVOC)检测值为3.8 12.0mg/m3, 在室内多处静置本复合净化剂1000g，经过三天的使用后，在相同条件下复检该 教室内的TVOC浓度为0mg/m3，去除率达到100%,已经到达国标要求。实施例2复合净化剂制备以含锌量为8%的废活性炭为原料放入焙烧炉中，在 80 25(TC温度段时，升温速率为80°C/min,并在250。C时保温100min，在该过 程中保持炉膛内为负压；在250 950'C温度段时，升温速率为'5(TC/min，在该过 程中通入'氮气为保护气，保护气流量为15ml/min，在950。C时通入水蒸汽，保证水蒸气流量为1.2g/min,水蒸汽通入的时间为380min;过程结束时，在氮气中 以100°C/min的冷却速度冷却到室温即可得到该复合净化剂。某厂生产的未使用的衣柜，体积为3m3，通过有关部门检测，总有机挥发物 (TVOC)的浓度为8.84mg/m3，在衣柜内多处静置本复合净化剂300g，经过一 周的使用后，复检该室内的TVOC浓度为Omg/m3，去除率达到100%，已经到 达国标要求。权利要求1、，其特征在于专利技术按以下步骤实施，(1、)原料制备以含锌重量百分比为5～10％的废活性炭为原料，将其破碎为粒度0.7～0.05mm；(2、)焙烧分解原料放入焙烧炉中，升温在80～250℃温度段时，控制升温速率为50～100℃/min，在250℃时保温80～120min，保持炉膛内为负压；(3、)掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于去除空气中有机挥发物的复合净化剂的制备方法，其特征在于：专利技术按以下步骤实施，（１、）原料制备：以含锌重量百分比为５～１０％的废活性炭为原料，将其破碎为粒度０．７～０．０５ｍｍ；（２、）焙烧分解：原料放入焙烧炉中，升温 在８０～２５０℃温度段时，控制升温速率为５０～１００℃／ｍｉｎ，在２５０℃时保温８０～１２０ｍｉｎ，保持炉膛内为负压；（３、）掺杂活化：升温至２５０～９５０℃温度段时，控制升温速率为４０～８０℃／ｍｉｎ，在该过程中通入氮气为保护气， 氮气流量为５～２０ｍｌ／ｍｉｎ；（４、）表面改性：在９５０℃时改通水蒸汽，水蒸气流量为０．８～１．５ｇ／ｍｉｎ，水蒸汽通入的时间为３６０～４２０ｍｉｎ；（５、）表面改性结束后，在氮气气分中以１００～１３０℃／ｍｉｎ的冷却速度 冷却到室温即可得到产品复合净化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭金辉，周烈兴，张利波，张正勇，张泽彪，曲雯雯，钱天才，王绍华，李玮，郭胜惠，张世敏，解瑞，刘秉国，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]