本發(fā)明具體涉及一種改性膨潤土甲醛吸附劑及其制備方法。

背景技術：

目前市場上的甲醛吸附劑產品，基本都是將膨潤土、沸石、硅藻土、麥飯石、海泡石等具有一定表面積的礦物混合運用在一起來達到對甲醛具有較好吸附效果的凈化劑，而膨潤土在其中由于沒有得到充分的改性活化，其僅僅是作為一般載體物而參與對甲醛的吸附凈化作用不大，中國專利公開號：cn105080615a，公開日2015年11月25日，名稱為“一種快速除甲醛的吸附催化劑及其制備方法”，它公開了“將改性麥飯石粉、海泡石、沸石粉、膨潤土粉、蔗糖溶液、硝酸鈷水溶液、硝酸銀水溶液、月桂醇硫酸酯銨鹽水溶液混合制備而成”。中國還禮授權公告號：cn101935190b，授權公告日：2013年5越22日，發(fā)明名稱為“可分解甲醛、可擦洗的生態(tài)壁材”，它公開了“將硅藻土、石英砂、纖維、膨潤土、粘合劑、灰鈣、保水劑、甲醛凈化劑、鈦白粉、負離子粉混合制備而成”。中國專利授權公告號：cn103447004b，授權公告日：2015年5月27日，發(fā)明名稱為“一種強吸附型空氣凈化劑及其制備方法”，它公開了“將活性炭、膨潤土、輕質氧化鎂、茶樹油、亞硫酸氫鈉、烷基氧化胺、無水乙醇、酸性高錳酸鉀等混合制備而成”。以上發(fā)明均反映出了膨潤土只是其甲醛吸附凈化產品的部分組成之一，而膨潤土自身并沒有單獨的改性活化運用進入甲醛吸附的領域。由于其多種材料的組合而導致生產成本和材料成本的居高不下而使其在市場經(jīng)濟性和實用性打了折扣。

目前國內外治理甲醛污染的主要技術手段還是空氣負離子技術、酸堿中和法、生化處理法、光觸媒方法等，但以上方法均有成本高、對環(huán)境會造成二次污染、以及高耗能等各種不足。

技術實現(xiàn)要素：

為改善上述問題，本發(fā)明提供了一種改性膨潤土甲醛吸附劑。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種改性膨潤土甲醛吸附劑，所述吸附劑是通過氫離子將膨潤土內的陽離子、一對鋁離子和兩對氫氧基溶出后所得。

進一步地，所述吸附劑是通過氫離子將膨潤土內的陽離子、一對鋁離子和兩對氫氧基溶出后，在經(jīng)微波輻射所得。

再進一步地，所述陽離子包括鈣離子、鎂離子、鉀離子、鈉離子。

更進一步地，所述微波輻射是通過320w功率的微波輻射器進行操作的。

另外，所述微波輻射時間為1.5～3.5min。

一種改性膨潤土甲醛吸附劑的制備方法，將膨潤土放置于容器中，加入濃度20%～30%的硫酸或鹽酸，攪拌并加熱至90～110℃，活化4～6h，然后用水洗滌至ph=4.5～6.5，接著依次離心、微波輻射、干燥，或依次離心、干燥、微波輻射，最后粉碎至200目，即得產品。

進一步地，所述微波輻射是采用功率為320w的微波輻射器。

再進一步地，按重量計，所述膨潤土與硫酸或鹽酸溶液的加入比例為1:2～3。

更進一步地，所述微波輻射時間為1.5～3.5min。

另外，所述干燥是在100～120℃的條件下進行干燥。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：

本發(fā)明的吸附劑能夠有效的去除室內甲醛的污染，同時由于其生產工藝簡單、用料單一、原材料價廉、廣泛易得，對于室內空氣污染治理具有廣闊的前景。

附圖說明

圖1為膨潤土改性前的微觀形貌圖。

圖2為膨潤土經(jīng)本發(fā)明的方法改性后的微觀形貌圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

隨著現(xiàn)代人們生活水平的大幅提高，對家居家裝及裝飾材料的大量使用，甲醛所帶來的危害問題也越來越多、越來越嚴重，室內空氣中甲醛已經(jīng)成為影響人類身體健康的主要污染物，我國家庭空氣中的甲醛來源主要有以下幾個方面：（1）含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料，如貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、油漆和涂料等。（2）用作室內裝飾的膠合板、細木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材。生產人造板使用的膠粘劑以甲醛為主要成分，板材中殘留的和未參與反應的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放，是形成室內空氣中甲醛的主體。（3）用人造板制造的家具，一些廠家在粘接貼面材料時使用劣質膠水，板材與膠水中的甲醛嚴重超標。

為了應對越來越嚴峻的室內家裝引發(fā)甲醛污染室內環(huán)境的挑戰(zhàn)，本發(fā)明通過對蒙脫石（膨潤土）的活化改性，并針對蒙脫石屬于層狀鋁硅酸鹽，其由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結構，其蒙脫石層狀骨架間吸附有鈣、鎂、鉀、鈉等陽離子這些顯著結構特點，對蒙脫石進行活化時，這些陽離子被氫離子取代溶出，使其產生化學活性，同時將蒙脫石八面體結構中的一對鋁離子和兩對氫氧基溶出，從而達到使蒙脫石中的晶層間距加大、比表面積增大、多微孔網(wǎng)格結構的多孔型活性物質，其吸附能力和離子交換能力隨之增強。同時再結合微波活化對其進行微波輻射改性，微波改性能使處于高頻電磁場的蒙脫石在吸收電磁波后溫度升高，同時由于其受熱均勻、更利于疏通蒙脫石層間通道的堵塞和微孔結構的形成，從而達到對甲醛的有效吸附并使被污染的環(huán)境得以改善。

實施例1

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為25%的硫酸，固液比為1:2，攪拌并加熱至100℃，活化時間5h，反應完后，用水洗滌至ph=5，離心分離后，利用微波輻射其進行輻射，再在110℃的條件下進行烘干，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為2min，最后粉碎至200目。

另外，可將反應后的酸土混合液進行真空抽濾，從而實現(xiàn)循環(huán)利用膨潤土得活化作用。

實施例2

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為25%的鹽酸，固液比為1:2，攪拌并加熱至100℃，活化時間5h，反應完后，用水洗滌至ph=5，離心分離后，利用微波輻射其進行輻射，再在110℃的條件下進行烘干，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為2min，最后粉碎至200目。

實施例3

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為20%的硫酸，固液比為1:3，攪拌并加熱至100℃，活化時間5.5h，反應完后，用水洗滌至ph=5.5，離心分離后，在115℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為2.5min，最后粉碎至200目。

實施例4

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為20%的鹽酸，固液比為1:2.5，攪拌并加熱至110℃，活化時間5.5h，反應完后，用水洗滌至ph=6，離心分離后，在115℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為2.5min，最后粉碎至200目。

實施例5

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為30%的硫酸，固液比為1:2，攪拌并加熱至95℃，活化時間4.5h，反應完后，用水洗滌至ph=4.5，離心分離后，利用微波輻射其進行輻射，再在100℃的條件下進行烘干，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為1.5min，最后粉碎至200目。

實施例6

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為30%的鹽酸，固液比為1:3，攪拌并加熱至95℃，活化時間4.5h，反應完后，用水洗滌至ph=4.5，離心分離后，利用微波輻射其進行輻射，再在100℃的條件下進行烘干，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為1.5min，最后粉碎至200目。

實施例7

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為30%的硫酸，固液比為1:2.7，攪拌并加熱至110℃，活化時間4h，反應完后，用水洗滌至ph=5，離心分離后，在120℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

實施例8

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為30%的鹽酸，固液比為1:2，攪拌并加熱至110℃，活化時間4h，反應完后，用水洗滌至ph=5，離心分離后，在120℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

實施例9

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為27%的硫酸，固液比為1:2.7，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=6，離心分離后，在110℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

實施例10

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為27%的鹽酸，固液比為1:2.8，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=6，離心分離后，在110℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為2.5min，最后粉碎至200目。

實施例11

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為23%的硫酸，固液比為1:3，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=6.5，離心分離后，在120℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

實施例12

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為23%的鹽酸，固液比為1:3，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=6.5，離心分離后，在120℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

實施例13

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為29%的硫酸，固液比為1:2.4，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=5，離心分離后，在120℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3.5min，最后粉碎至200目。

實施例14

稱取50g的原礦膨潤土放置于容器中，加入濃度為28%的鹽酸，固液比為1:2.2，攪拌并加熱至100℃，活化時間6h，反應完后，用水洗滌至ph=5.5，離心分離后，在110℃的條件下進行干燥，再利用微波輻射器進行輻射，微波輻射器的功率為320w，輻射反應時間為3min，最后粉碎至200目。

試驗測試，將改性前的膨潤土和通過實施例1改性后的膨潤土進行掃描，具體結果如圖1、圖2。

通過掃描電鏡對改性前和改性后的對比可以看出，圖1的膨潤土雖然呈現(xiàn)板塊狀結構，但是層間距離沒有打開。圖2改性活化處理可除去分布于膨潤土通道中的雜質，孔道得到疏通，孔道擴大有利于陽離子交換容量的提高，還使得原較為致密的片狀板層堆積結構變得疏松、剝離，而片層的剝離有助于對氣體的吸附。

實施效果：

檢測依據(jù)：qb/t2761-2006《室內空氣凈化產品凈化效果測定方法》

檢測設備：大氣采樣器、分光光度計

1、實驗在兩個相同密閉的容積均為1.5m3的測試艙中進行，一個為樣品艙，另一個為空白艙，將樣品放在樣品艙內，樣品使用數(shù)量為1kg。

2、將相同的甲醛釋放源（不間斷緩慢釋放）分別放入兩個試驗艙內，開啟風扇，使釋放源與艙內空氣混合均勻，趨于平衡，關閉風扇，采樣檢測艙內空氣中甲醛濃度為初始濃度值。

3、24小時后分別采樣并測定兩艙內空氣中的甲醛濃度值。

檢測結果：24小時甲醛的去除率為78%，48小時后艙內空氣則達到國家室內空氣質量標準。

值得說明的是，本發(fā)明的改性蒙脫石作為具有優(yōu)良效果的甲醛吸附劑，能有效的去除室內甲醛的污染，同時，由于生產工藝簡單、用料單一、原材料價廉、廣泛易得，對于室內空氣污染治理具有廣闊的前景。

應當說明的是，以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。