一種從空氣中分離甲醛的活性炭吸附劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能吸附分解甲醛的吸附材料及其應(yīng)用于除去室內(nèi)空氣中甲醛污 染物的方法，屬于室內(nèi)空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲醛是室內(nèi)裝修裝修產(chǎn)生的主要空氣污染物之一，其來源多樣，主要包括各種粘 合膠、各種人工合成板材、墻紙、涂料、泡沫材料、化纖產(chǎn)品等。甲醛對于人體健康有著巨大 的影響，室內(nèi)環(huán)境中的甲醛會緩慢釋放，部分質(zhì)量較差的建材釋放甲醛類污染物的周期長 達兩年，長期接觸甲醛，可以引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病，頭疼、記憶力下降等多種癥狀。
[0003] 甲醛的凈化方法多種多樣，主要包括物理吸附和化學(xué)降解法，化學(xué)降解法是利用 可以與甲醛反應(yīng)的化學(xué)試劑來吸收甲醛，但是都存在可重復(fù)利用，容易造成二次污染的缺 點?，F(xiàn)在較為成熟的甲醛凈化方法是采用物理吸附和化學(xué)降解結(jié)合的方法來降解甲醛，取 得了較好的凈化效果。目前采用較多的是光降解技術(shù)，通常是將氧化鋅、氧化鎢、硫化鎘等 具有光催化能力的物質(zhì)負載到具有物理吸附能力的活性炭、分子篩等載體上，在光照的作 用下將甲醛氧化分解。
[0004] 活性炭材料是一種重要的無定形碳素材料，為黑色多孔固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，孔隙 結(jié)構(gòu)發(fā)達，具有巨大的比表面積，是一種優(yōu)良的吸附劑，具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)和巨大的比表 面積，已廣泛地應(yīng)用于環(huán)保、化工、食品加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護等各個領(lǐng) 域?；钚蕴窟€具有一定的催化活性，活性炭具有類石墨片層結(jié)構(gòu)，石墨層面中電子具有 一定的催化活性，邊緣及表面缺陷處的碳原子所具有的不成對電子也可在催化中發(fā)揮作 用，表面含氧基團又呈現(xiàn)出固體酸、堿的催化作用。將氧化催化劑與活性炭結(jié)合凈化甲醛是 未來凈化甲醛技術(shù)的發(fā)展方向。
[0005] 活性炭吸附氧化法首先是被吸附物質(zhì)首先接觸活性炭外表面，然后再進入其大 孔、中孔以及微孔中，吸附質(zhì)分子與活性炭之間靠范德華力相互吸引，使吸附質(zhì)吸附在活性 炭孔隙之中，再通過吸附在活性炭孔道之中的氧化催化劑將其氧化成無害的物質(zhì)。雖然目 前市面上出現(xiàn)一些凈化甲醛的改性活性炭，如硫代硫酸鈉、高錳酸鉀等改性的活性炭吸附 劑，盡管比普通的活性炭吸附劑的性能能夠提高1~2倍，但仍然達不到預(yù)期的凈化效果。
[0006]CN101337177A公開了一種能吸附并分解甲醛的活性炭，它包括負載有金屬酞菁的 活性炭，其中金屬酞菁的負載量為〇. 1-15% ;所述的活性炭包括纖維狀活性炭、顆粒狀活性 炭、粉末狀活性炭等各種形狀的活性炭；所述的金屬酞菁為單核金屬酞菁、雙核金屬酞菁、 多核金屬酞菁、聚合酞菁以及上述不同金屬酞菁混合物中的一種。該負載活性炭只要空氣 中存在氧氣就可分解甲醛，無需可見光或紫外光照射，各種場合都可方便使用，還可以根據(jù) 需要將活性炭加工成各種形狀。
[0007]CNlO1642698A公開了一種從空氣中高效分離甲醛的吸附劑及其制備方法。該吸附 劑載體為活性炭，其表面附著-NH、-NH2和-NH3中的一種或多種，-NH、-NH2和-NH3的前體 物是碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、乙二胺、己二胺、苯胺、尿素中的一種。使用 本發(fā)明所述的吸附劑，能夠在室溫條件下，吸附分離空氣中的甲醛和苯系物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種從空氣中分離甲醛的活性炭吸附劑及其制備方法，在 室溫下本發(fā)明提供的吸附劑可以有效的吸收空氣中的甲醛，且吸附容量大，使用壽命長。
[0009] -種從空氣中分離甲醛的活性炭吸附劑，包括：改性活性炭載體80-90% ;活性金 屬氧化物10-20%，多烯多胺1-5%。
[0010] 所述多烯多胺選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種或多 種。
[0011] 所述金屬氧化物選自氧化鋅、氧化錳、氧化鈦中的一種或多種；優(yōu)選是氧化鋅和氧 化錳，其中氧化鋅和氧化錳的摩爾比是1 : 3-6。
[0012] 所述改性活性炭載體的平均孔徑為2. 36-4. 79nm。
[0013] -種用于從空氣中分離甲醛的活性炭吸附劑的制備方法，配制活性金屬的可溶性 鹽的水溶液，將改性活性炭浸漬在所述水溶液中l(wèi)-l〇h，干燥l_5h，然后在500-600°C下煅 燒l_6h;然后將浸漬了活性金屬的活性炭浸漬到多烯多胺的水溶液中l(wèi)-5h，在120-150°C 下干燥2-10h，得到活性炭吸附劑產(chǎn)品。
[0014] 所述改性活性炭載體的制備方法包括如下步驟：1)可溶性碳酸鹽和可溶性硝酸 鹽按照2-5 : 1的摩爾比配制質(zhì)量濃度為10-30%的水溶液；2)將活性炭浸漬在步驟1)得 到的水溶液中l(wèi)〇_24h;3)在120-150°C下干燥2-5h;4)在超臨界水中活化0.I-Ih;5)在常 溫下進行酸洗、水洗；6)干燥后得到改性活性炭載體。其中所述可溶性碳酸鹽是碳酸鈉、碳 酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或多種；所述可溶性硝酸鹽是硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨中 的一種或多種。
[0015] 所述活性炭載體是來自于植物或煤加工得到的，優(yōu)選所述活性炭載體來自于無煙 煤煅燒制備，制備過程中的燒失率為25-35%，優(yōu)選燒失率為30-35%;更優(yōu)選活性炭的制備 包括以下步驟：無煙煤除去雜質(zhì)并粉碎成粒徑為〇. 01-0.Imm的顆粒；加入聚甲基丙烯酸酯 攪拌成型，在100-150°C下煅燒10_24h，在800-900°C下煅燒5-12h，在750-800°C和水蒸氣 條件下活化l_24h，即得到所述活性炭載體。
[0016] 本發(fā)明對活性炭載體進行了改性，通過添加劑浸漬、活化、酸洗等步驟，擴大了活 性炭中中孔的數(shù)量，更有利于活性炭對金屬氧化物催化劑的負載，提高了比表面積，增加了 金屬氧化物催化劑和甲醛的接觸，提高了對甲醛的分解速度，并延長了活性炭吸附劑的使 用壽命。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的催化材料以改性的活性炭作為載體，增加了活性炭中 的中孔數(shù)量和比例，負載活性金屬后催化氧化能力更強，分解速度也更快，具備高速吸附和 快速分解的功能，在室溫高空速下對甲醛的有效去除高達99%以上，看可以用于各種空氣 凈化器中。此外該吸附劑對多種小分子有機物也有一定的吸附分解效果，該產(chǎn)品還具有