專利名稱：一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法，屬于冶金化 工制備技術領域。二、 背景技術在醋酸乙烯合成工業(yè)中，產生大量負載有醋酸鋅活性炭的廢觸媒，而這些失 活的活性炭以廢渣被廢棄。本發(fā)明涉及的復合凈化劑就是采用這些廢棄的含鋅活 性炭經過再處理后制成，其主要由活性炭和氧化鋅微晶構成。新居裝修裝飾和日常中忽視了高分子材料降解、油漆、涂料、建材等緩慢釋 放的甲醛等有害氣體，根據專業(yè)檢測機構統(tǒng)計的數據，對新裝修的房屋甲醛超標 率達到90%以上，長期處在這樣的環(huán)境中，影響人們的健康，甚至會誘發(fā)各種惡 性腫瘤。因此室內環(huán)境空氣的質量越來越受到人們的關注，室內環(huán)境空氣凈化處 理已受到環(huán)境工作者的重視?；钚蕴课椒ê投趸伖獯呋ㄊ鞘覂瓤諝鈨艋谐２捎玫姆椒?但目前 都是采用普通活性炭來吸附去除，或是單一的光催化劑來催化降解。室內甲醛等 有害物具有以低濃度以及長期存在和緩釋的的特征,采用普通活性炭作為吸附劑 時，因其表面缺少對甲醛有吸附和降解作用的官能團，在室內空氣凈化中容易達 到飽和，因此采用普通活性炭吸附室內低濃度的甲醛的效果差；采用單一的光催 化劑，容易造成粉體的團聚，導致失去光催化的功效，達不到去除目的,加之在 使用光催化劑時有一定的條件限制，需要在相應光波長范圍內照射時，才能起到 去除作用，從而降低了光催化劑在室內空氣凈化中的使用功效。因此，只采用普通活性炭或單一光催化劑的方法都不能從根本上消除室內空 氣中甲醛等有害氣體，存在著凈化不徹底、成本較高、持續(xù)周期短、可循環(huán)性差 等問題，限制了其推廣和應用。本發(fā)明的復合凈化劑是一種用于室內空氣中甲醛等有害氣體吸附和催化的 復合的氣體凈化劑，因在活性炭中負載納米氧化鋅，避免了粉體的團聚，同時保 持了活性炭的孔結構，不僅超越了普通活性炭的功效，而且也具備了光催化的功效，克服了目前使用普通活性炭和單一使用光催化劑的不足，是一種使用方便、 凈化效果好，且無副作用的室內空氣復合凈化劑。 三、發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法， 以含鋅量為5 10%的廢活性炭為原料，通過分解、氧化、活化、重結晶處理， 使廢活性炭活化再生，同時改變廢活性炭中鋅的化合狀態(tài)，使原來鋅的化合物轉變?yōu)檠趸\，^:發(fā)明對空氣中甲醛的降解率達到90%以上。 發(fā)明按以下技術方案實施-1、 原料制備以含鋅重量百分比為5~10%的廢活性炭為原料，例如生產醋 酸乙烯時廢棄的載醋酸鋅活性炭廢觸媒，將其破碎為粒度0.7 0.05mm。2、 焙燒分解原料放入焙燒爐中，升溫至80 250'C溫度段吋，控制升溫速 率為50~100'C/min，并在250'C時保溫80 120min，在該過程中保持爐膛內為負 壓，其目的在于使吸附在活性炭內部的醋酸鋅快速的分解，產生的醋酸迅速從活 性炭的孔中解析出，打開活性炭的孔道，使活性炭產生部分孔隙；3、 摻雜活化升溫至250 400'C溫度段時，控制升溫速率為5~10'C/min， 在該過程中通入氨氣，氣體流量為10~30ml/min，在400'C時保溫180~240min， 其目的在于使活性炭中醋酸鋅分解產生的氧化鋅重結晶，形成晶型為纖鋅礦結構 的Zna+x)0，通入氨氣使活性炭表面含氮的官能團(胺基、亞胺基、芳香族胺、 氰基、質子化的氨基化合物等結構的表面官能團)增加，有利于吸附弱極性的甲 醛；4、 表面改性在400 600'C溫度段時，控制升升溫速率為5~10'C/min，并 在600'C時通入氨氣，控制氣體流量為20~40ml/min，通入氨氣的時間為 200 240min，其目的在于使活性炭中醋酸鋅分解產生的氧化鋅重結晶，形成晶型 為纖鋅礦結構的Zno+x)0，增加了活性炭的光催化功能，同時也對活性炭進行了 氧化鋅的摻雜，提高了活性炭的吸附性能，通入氨氣使活性炭表面含氮的官能團(嘧啶、質子化的嘧啶等結構的表面官能團)增加，有利于吸附弱極性的甲醛， 同時對活性炭再次活化，提高活性炭的孔隙率；5、 表面改性結束后，在氮氣氣分中以20 50'C/min的冷卻速度冷卻到室溫 即可得到該復合凈化劑。通過上述工藝制作的復合氣體凈化劑，經過包裝后即可直接在環(huán)境凈化工程 中使用，其特征如下氧化鋅含量(質量比)為15 30%，其為納米顆粒(粒徑 主要分布在24nm)，氧化鋅的晶型為纖鋅礦結構的Zn<1+x)0，氧化鋅顆粒分散在 活性炭孔隙中；活性炭表面有胺基、亞胺基、芳香族胺、氰基、質子化的氨基化 合物、嘧啶、質子化的嘧啶等結構的表面官能團；活性炭的比表面積為 850~1000m2/g，碘吸附值為800~1000mg/g。與公知技術相比具有的優(yōu)點及積極效果-(1) 本發(fā)明是以生產醋酸乙烯時廢棄的活性炭為原料，制成氣體吸附劑(活 性炭與氧化鋅復合材料)時省去了活性炭負載化合物的復雜工藝，不僅節(jié)約了成 本，簡化了制作技術，而且是對資源的再次綜合利用，同時促進生產醋酸乙烯工 業(yè)的持續(xù)發(fā)展。(2) 本產品將活性炭的吸附性能和氧化鋅催化性能結合在一起，通過改性 和摻雜使活性炭表面形成有多種對甲醛有吸附和降解作用的含氮官能團(胺基、 亞胺基、芳香族胺、氰基、質子化的氨基化合物、嘧啶、質子化的嘧啶等結構), 通過重結晶使氧化鋅微晶分散在活性炭孔隙中，避免了微晶的團聚，提高了活性 炭吸附和光催化的功效，對弱極性的甲醛等有害氣體有很高的去除效率，同時對 室內常見的細菌和病毒有很好的抑制和殺滅作用。(3) 本復合凈化劑符合室內空氣污染物存在長期性、釋放周期長等特點， 進行適時的吸附，為使用者提供一種使用方便、價格便宜、操作簡單、凈化效果 好、不會帶來二次污染的室內空氣復合吸附劑。四具體實施方式
實施例l將生產醋酸乙烯時載醋酸鋅活性炭廢觸媒破碎為粒度0.7~0.05mm后入焙燒 爐中，在80 250。C溫度段時，升溫速率為80'C/min，并在250'C時保溫120min， 在該過程中保持爐膛內為負壓；在250 400'C溫度段時，升溫速率為5'C/min， 在該過程中通入氨氣，氣體流量為15ml/min，在400'C時保溫200min;在400~600 'C溫度段時，升溫速率為10'C/min，并在600'C時通入氨氣，保證氣體流量為 30ml/min，氨氣通入的時間為240min;過程結束時，在氮氣氣氛中以20'C/min 的冷卻速度冷卻到室溫即可得到該復合凈化劑。在某小區(qū)己裝修5年的一套住房臥室內，使用面積為15m2，地面鋪有化纖 地毯，墻面為纖維板裝飾，門窗緊閉12h后，通過有關部門檢測，甲醛的濃度為 0.84mg/m3，在該臥室內多處靜置本復合氣體凈化劑800g，經過一周的使用后， 在相同的條件下復檢該臥室內的甲醛濃度為0.07mg/m3，去除率達到卯％以上， 已經到達室內空氣質量的國標要求。實施例2復合氣體凈化劑制備以含鋅量為10%的廢活性炭為原料放入焙燒爐中，在 80 250'C溫度段時，升溫速率為80'C/min,并在250'C時保溫120min，在該過 程中保持爐膛內為負壓；在250 400'C溫度段時，升溫速率為5'C/min，在該過 程中通入氨氣，氣體流量為15ml/min，在400'C時保溫200min;在400 600'C溫 度段時,升溫速率為10'C/min,并在600'C時通入氨氣，保證氣體流量為30ml/min， 氨氣通入的時間為240min;過程結束時，在氮氣氣氛中以3(TC/min的冷卻速度 冷卻到室溫即可得到該復合凈化劑。新裝修的某賓館客房，客房內有各種家具、地毯和臥具，使用面積為50m2， 通過有關部門檢測，甲醛的濃度為0.34mg/m3，在該客房內多處靜置本氣體凈化 劑1000g，經過一周的使用后，在相同的條件下復檢該客房的甲醛濃度為 0.08mgAn3，去除率達到90%以上，已經到達國標要求。
權利要求
1、一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法，其特征在于發(fā)明按以下步驟實施， (1)、原料制備以含鋅重量百分比為5～10％的廢活性炭為原料，將其破碎為粒度0.7～0.05mm；(2)、焙燒分解原料放入焙燒爐中，升溫在80～250℃溫度段時，控制升溫速率為50～100℃/min，在250℃時保溫80～120min，保持爐膛內為負壓；(3)、摻雜活化升溫至250～400℃溫度段時，控制升溫速率為5～10℃/min，在該過程中通入氨氣，氣體流量為10～30ml/min，在400℃時保溫180～240min，(4)、表面改性在400～600℃溫度段時，控制升升溫速率為5～10℃/min，并在600℃時通入氨氣，控制氣體流量為20～40ml/min，通入氨氣的時間為200～240min，(5)、表面改性結束后，在氮氣氣氛中以20～50℃/min的冷卻速度冷卻到室溫 即可得到產品復合凈化劑。
2、 根據權利要求1所述的用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法， 其特征在于所述的原料為生產醋酸乙烯吋載有醋酸鋅的活性炭廢觸媒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法，屬于冶金化工制備技術領域。適用于凈化現代家裝中的甲醛等多種有害氣體。本復合凈化劑以含鋅量為5～10％的廢活性炭為原料，通過分解、摻雜、活化、改性處理，使廢活性炭活化再生，同時改變廢活性炭中鋅的化合狀態(tài)，使活性炭表面形成多種對有機揮發(fā)物有吸附和降解作用的官能團，能適應室內空氣污染物存在的長期性、釋放周期長等特點，對甲醛等有害氣體去除率達到90％以上。
文檔編號B01D53/46GK101224382SQ20071006627
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者劉秉國, 周烈興, 張世敏, 張利波, 張正勇, 張澤彪, 彭金輝, 曲雯雯, 瑋 李, 王紹華, 瑞 解, 郭勝惠, 錢天才 申請人:昆明理工大學