一種利用鳳梨制備甲醛吸附劑的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用鳳梨制備甲醛吸附劑的方法，屬于吸附劑制備領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人民生活水平逐漸提高，室內空氣污染問題日益突出，引起了社會各界的普遍關注。作為主要的室內空氣污染物之一的甲醛，可以通過呼吸系統(tǒng)和皮膚進入人體，其對人體具有潛在的、普遍的、長期的危害。因此，室內空氣中甲醛的凈化具有重要意義。在室內空氣中甲醛主要是由室內裝修材料中以連續(xù)、緩慢的方式釋放出來的，并在室內不斷累集，導致室內甲醛濃度超標。因此，甲醛的凈化方法需要在長時間的范圍內有效。針對甲醛在室內空氣中存在的特點，迫切需要研究一種解決甲醛污染的新方法。
[0003]目前最常用的甲醛降解方式是通過吸附法，吸附法分為物理吸附和化學吸附兩種。物理吸附主要利用某些具有吸附能力的多孔物質吸附有害物質達到去除污染的目的。吸附過程依靠分子間的作用力、不穩(wěn)定、易脫附?；瘜W吸附是吸附劑與吸附質形成新的化學鍵，穩(wěn)定而不易脫附。常用的吸附劑為顆?；钚蕴?、沸石、分子篩、多孔粘土、活性炭纖維等。通常情況下，吸附劑通過改性可以增大比表面積和得到適宜的孔徑分布，同時還可以根據(jù)需要增加表面官能團，增強吸附劑的吸附性能。目前，利用活性炭去除室內甲醛的方法已經(jīng)廣泛應用于裝修后的居室，因為活性炭的來源廣泛、價格經(jīng)濟、使用方便。但是市面上銷售的主要是單純的活性炭，而僅僅依靠活性炭的物理吸附，不僅吸附量有限，還易產(chǎn)生脫附，造成二次污染。
[0004]氨基酸是含有氨基和羧基的一類有機化合物的通稱，是構成動物營養(yǎng)所需蛋白質的基本物質。通常由種元素組成，即碳、氫、氧、氮、硫。可以分為芳香氨基酸和脂肪氨基酸。氨基酸是一種兩性有機物，在常溫下，甲醛與氨基酸中的氨基反應，生成羥甲基衍生物，使氨基酸的堿性消除，酸度增加。
[0005]水滑石具有較大的內表面積，層間容易接受客體分子，可被用作吸附劑使用。水滑石層板的有序排列決定了其具有特殊性的孔隙結構，表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能。這一特點在對金屬離子、有毒氣體、香煙焦油的吸附過程中表現(xiàn)得尤為突出。
[0006]

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明主要解決的技術問題，針對目前最常用的甲醛降解方式是吸附法，但是市面上銷售的吸附劑主要是單純的活性炭，僅僅依靠活性炭的物理吸附，不僅吸附量有限，還易產(chǎn)生脫附，造成二次污染的缺陷，提供了一種利用鳳梨制備甲醛吸附劑的方法。該方法以鳳梨為原料，和黃豆發(fā)酵后提取混合發(fā)酵物中豐富的氨基酸，再制得碳酸根水滑石，以甲酰胺對其剝離，將鳳梨氨基酸插入水滑石層片間，煅燒后即得甲醛吸附劑。本發(fā)明制得的甲醛吸附劑，利用甲醛與氨基酸中的氨基反應，生成羥甲基衍生物從而達到降解甲醛的目的，同時具有巨大比表面積的水滑石層板的有序排列決定了其具有特殊性的孔隙結構，表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，使得本發(fā)明制得的甲醛吸附劑集合物理吸附性和化學吸附性于一體，水滑石的緩控釋作用還可以保證氨基酸具有更久的作用時間，具有極佳的甲醛吸附效果。
[0008]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
(1)挑選I?2個新鮮鳳梨，用刀切成厚度為5?1mm的薄片，將薄片逐層平鋪在玻璃發(fā)酵罐底部，每鋪一層鳳梨片在其表面撒上I?2g食鹽和2?4g蔗糖，鋪完鳳梨片封瓶前，再加入鳳梨總質量10%發(fā)酵過的黃豆和3?5片甘草，封瓶后于35?45°C下發(fā)酵30?40天；
(2)待瓶中鳳梨經(jīng)微生物發(fā)酵成透明狀后，發(fā)酵完成，取出發(fā)酵物放入果蔬榨汁機中榨汁，用紗布過濾后去除濾渣，得到濾液，向濾液中滴加其體積50%的無水乙醇，搖床振蕩處理20?30min后，放入4?6°C冰水浴中，靜置沉淀過夜，過濾得到沉淀物；
(3)用蒸餾水復溶上述沉淀物后加入10?15g活性炭，攪拌吸附I?2h后過濾去除活性炭，再向濾液中以5mL/min速率通入氯化氫氣體10?20min后靜置過夜，析出鳳梨氨基酸晶體，移入布氏漏斗，用無水乙醇抽濾洗滌3?5遍后，放入烘箱于40?50 °C下干燥2?3h，得鳳梨氨基酸，備用；
(4)按鋅離子和鋁離子摩爾比為3:1量取40?50g硝酸鋅和相應質量的硝酸鋁粉末，加入蒸餾水配制成濃度為0.5mol/L混合溶液，將制得的混合液移入手套箱中，向箱中通入氮氣作為保護氣，在攪拌的狀態(tài)下滴加80?10mL濃度為0.2mol/L碳酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌10?20min，得混合液；
(5)將上述得到的混合液移入旋轉液膜反應器中，先用濃度為0.8mol/L氫氧化鈉溶液調節(jié)pH至8?9，再于90?100 0C下回流晶化反應6?8h，得到水滑石懸浮液，再向懸浮液中加入10?15g備用的鳳梨氨基酸和10?20mL甲酰胺，混合均勾后放入高壓均質機中，于20?30MPa條件下對水滑石進行剝離插層2?3h;
(6)插層反應結束后，抽濾得到濾餅，放入烘箱于105?110°C下干燥40?50min后取出，研磨成粉裝入石英坩禍中，再將坩禍放入管式電阻爐以5°C/min速率程序升溫至200?300°(:保溫燒結20?30min后即得鳳梨制備的甲醛吸附劑。
[0009]本發(fā)明的具體應用方法:將本發(fā)明制得的甲醛吸附劑按每袋30?50g裝入紗布袋中，封好袋口后放置在新裝修完的室內，每間房間放置3?5袋，靜置吸附I?2周后檢測室內甲醛含量，發(fā)現(xiàn)甲醛吸附率達到85%以上。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制得的甲醛吸附劑原料易得，成本低廉，制備步驟環(huán)保簡便；
(2)本發(fā)明制得的甲醛吸附劑同時具備物理吸附性和化學吸附性，穩(wěn)定性高，不會產(chǎn)生脫附和二次污染；
(3)本發(fā)明制得的甲醛吸附劑中水滑石的緩控釋作用還可以保證氨基酸具有更久的作用時間，具有極佳的甲醛吸附效果。
【具體實施方式】
[0011 ]挑選I?2個新鮮鳳梨，用刀切成厚度為5?1mm的薄片，將薄片逐層平鋪在玻璃發(fā)酵罐底部，每鋪一層鳳梨片在其表面撒上I?2g食鹽和2?4g蔗糖，鋪完鳳梨片封瓶前，再加入鳳梨總質量10%發(fā)酵過的黃豆和3?5片甘草，封瓶后于35?45°C下發(fā)酵30?40天;待瓶中鳳梨經(jīng)微生物發(fā)酵成透明狀后，發(fā)酵完成，取出發(fā)酵物放入果蔬榨汁機中榨汁，用紗布過濾后去除濾渣，得到濾液，向濾液中滴加其體積50%的無水乙醇，搖床振蕩處理20?30min后，放入4?6°C冰水浴中，靜置沉淀過夜，過濾得到沉淀物;用蒸餾水復溶上述沉淀物后加入10?15g活性炭，攪拌吸附I?2h后過濾去除活性炭，再向濾液中以5mL/min速率通入氯化氫氣體10?20min后靜置過夜，析出鳳梨氨基酸晶體，移入布氏漏斗，用無水乙醇抽濾洗滌3?5遍后，放入烘箱于40?50°C下干燥2?3h，得鳳梨氨基酸，備用；按鋅離子和鋁離子摩爾比為3:1量取40?50g硝酸鋅和相應質量的硝酸鋁粉末，加入蒸餾水配制成濃度為0.5mol/L混合溶液，將制得的混合液移入手套箱中，向箱中通入氮氣作為保護氣，在攪拌的狀態(tài)下滴加80?10mL濃度為0.2mol/L碳酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌10?20min，得混合液;將上述得到的混合液移入旋轉液膜反應器中，先用濃度為0.8mol/L氫氧化鈉溶液調節(jié)pH至8?9，再于90?100°C下回流晶化反應6?8h，得到水滑石懸浮液，再向懸浮液中加入10?15g備用的鳳梨氨基酸和10?20mL甲酰胺，混合均勻后放入高壓均質機中，于20?30MPa條件下對水滑石進行剝離插層2?3h;插層反應結束后，抽濾得到濾餅，放入烘箱于105?110°C下干燥40?50min后取出，研磨成粉裝入石英坩禍中，再將坩禍放入管式電阻爐以5°C/min速率程序升溫至200?300°C保溫燒結20?30min后即得鳳梨制備的甲醛吸附劑。
[0012]實例I
挑選I個新鮮鳳梨，用刀切成厚度為5_的薄片，將薄片逐層平鋪在玻璃發(fā)酵罐底部，每鋪一層鳳梨片在其表面撒上Ig食鹽和2g蔗糖，鋪完鳳梨片封瓶前，再加入鳳梨總質量10%發(fā)酵過的黃豆和3片甘草，封瓶后于35°C下發(fā)酵30天;待瓶中鳳梨經(jīng)微生物發(fā)酵成透明狀后，發(fā)酵完成，取出發(fā)酵物放入果蔬榨汁機中榨汁，用紗布過濾后去除濾渣，得到濾液，向濾液中滴加其體積50%的無水乙醇，搖床振蕩處理20min后，放入4 °C冰水浴中，靜置沉淀過夜，過濾得到沉淀物；用蒸餾水復溶上述沉淀物后加入1g活性炭，攪拌吸附Ih后過濾去除活性炭，再向濾