添加金屬氧化物的醋酸纖維素絲狀吸附材料及其製備方法
2023-10-18 01:47:59 2
專利名稱：添加金屬氧化物的醋酸纖維素絲狀吸附材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於環境保護技術領域，涉及吸附去除臭氣的以醋酸纖維素為主體添加金屬氧化物的絲狀吸附材料及其製備方法。
2.背景技術目前針對工業廢水、城市生活汙水、大氣中煙塵、二氧化硫、氮氧化物以及固體廢棄物等常規汙染物的治理，進行了大量的研究開發和工程實踐，取得了很好的進展。上述汙染物的產生、排放或治理過程都會有惡臭物質產生，散發出臭氣。雖然濃度較低，但會產生強烈的感官刺激，有些臭氣具有毒性，嚴重危害人體健康和生態環境。發達國家在常規汙染物基本得到治理的情況下，已開始進行臭氣治理技術的研究開發，使其成為環境治理的研究方向和熱點。
惡臭氣體按其組成可分成5類①含硫化合物，如H2S、SO2、硫醇、硫醚等；②含氮化合物，如氨氣、胺類、醯胺、吲哚等；③滷素及衍生物，如氯氣、滷代烴等；④烴類及芳香烴；⑤含氧有機物，如醇、酚、醛、酮、有機酸等。
在傳統臭氣處理技術中，研究較多並且廣泛採用的有(1)物理法，包括掩蔽法和稀釋擴散法；(2)焚燒法，包括熱力燃燒和催化燃燒；(3)化學氧化法，包括臭氧氧化、催化氧化和高錳酸鉀氧化等；(4)吸收法，包括水吸收、酸吸收、鹼吸收、消化汙泥吸收和其它化學吸收法等；(5)吸附法，包括活性炭、磺化媒和離子交換樹脂等；(6)生物法。近年來逐步形成和優先發展的控制技術包括生物法、光分解法、電暈法、臭氧分解法、等離子體分解法等。生物法是利用微生物將廢氣中有機汙染物降解或轉化為無害或低害類物質的過程。對於大流量、低濃度的揮發性有機廢氣，使用物理化學方法投資大、操作複雜、運行成本高。而生物處理方法因其具有適用範圍廣，成本低、操作簡便、技術清潔、無二次汙染等優點而更多地受到關注，成為當前研究的熱點。吸附法也是一種去除臭氣的有效的方法，主要的吸附劑有活性炭、矽膠、活性白土等，吸附法脫臭效率高，但也存在吸附容量小、有二次汙染的缺點。
許多生物不能降解的有機物是親脂性的，前期的研究表明醋酸纖維素可對親脂性的有機物有較好的吸附去除效果。因此，我們提出製備一種以醋酸纖維素為主體的吸附材料，由於醋酸纖維素對有機物的富集倍數很高，因此，該吸附劑的吸附容量大，很難達到飽和。
而對於某些含硫的惡臭物質，除生物法處理外，常用的方法還包括採用氧化鐵作為脫硫劑。如去除沼氣中的H2S，氧化鐵是常用的脫硫劑。本發明通過在醋酸纖維素絲內加入一定量的氧化鐵，實現對含硫臭氣的高效去除。
3.發明內容本發明的目的製備出絲狀醋酸纖維素吸附劑，並添加一定量的金屬氧化物，提高對臭氣物質的去除率。
本發明的方法是將醋酸纖維素溶解於溶劑中，根據需要添加一定量的金屬化合物，以及二氧六環等添加劑，經超聲溶解，得到混合均勻的膜液。將膜液通過微孔注射器滴成絲狀並在水中凝固成型。如添加了金屬化合物則將吸附劑繼續浸漬在稀氨水中5-10min，溫度保持在15-25℃。
本發明的實驗裝置如說明書附圖所示，配好的膜液放入儲液罐(2)內，通過儲液罐蓋(1)施加一定的壓力，膜液通過多個針狀注射器(3)滴入下面裝有水的容器(4)內，水溶液通過磁力攪拌器(5)進行攪拌。
醋酸纖維素絲狀吸附材料製備膜液中各組分的比例醋酸纖維素的含量製備的吸附材料要有一定的韌性，起主要作用的是高分子材料的量。醋酸纖維素的比例一般在10％～20％之間。
丙酮的量一般在50％～70％，高氯酸鎂的量為3％～10％，吐溫80的量一般為0.5～5％左右，金屬化合物的量一般在0％～20％之間。
本發明的特點如下1.膜液配製過程通過超聲使各種組份充分溶解並混合均勻。
2.金屬氧化物微粒在在醋酸纖維素絲內均勻分布。
3.所製備的吸附劑韌性較好，表面是緻密的醋酸纖維素膜，能防止吸附劑內的氧化鐵微粒洩露。
4.
說明書附圖1是本發明的工藝過程。配好的膜液放入儲液罐(2)內，通過儲液罐蓋(1)施加一定的壓力，膜液通過多個針狀注射器(3)滴入下面裝有水的容器(4)內，水溶液通過磁力攪拌器(5)進行攪拌。絲的直徑可通過注射器的針尖的大小來控制。
5.實施例實施例1製備醋酸纖維素絲狀吸附材料及去除鄰二甲苯的效能。
製備上述醋酸纖維素絲狀吸附材料的方法，包括以下步驟(1)膜液配製醋酸纖維素12g，丙酮65g，二氧六環3g，高氯酸鎂3g，水16g，吐溫80 1g；將所稱好的材料放在帶有磨口塞的三角瓶內，將盛有上述配製的膜液的三角瓶置於恆溫振蕩箱中，溫度保持在30～45℃，直至完全溶解後，再採用超聲處理10～20分鐘使膜液分散更均勻。
(2)採用說明書附圖所示裝置，將上述配好的膜液放入儲液罐(2)內，通過儲液罐蓋(1)施加一定的壓力，膜液通過多個針狀注射器(3)滴入下面裝有水的容器(4)內，水溶液通過磁力攪拌器(5)進行攪拌，此時便可得到醋酸纖維素絲。
(3)所製備的醋酸纖維素絲狀吸附材料用去離子水反覆清洗吸附劑數次即可用於臭氣的去除。
將上述吸附劑填充在一直徑為2cm，高為18cm的吸附柱內，吸附劑填充高度為15cm，臭氣從下到上通過吸附柱，處理的濃度為80mg/m3，停留時間1min。室溫條件下，出氣口鄰二甲苯濃度為0～2mg/m3，低於惡臭汙染物排放標準。
實施例2製備含有鐵氧化物的醋酸纖維素絲狀吸附材料及去除H2S的效能。
(1)膜液配製醋酸纖維素20g，丙酮90g，二氧六環4g，高氯酸鎂5g，水16g，吐溫80 1g，FeCl315g；將所稱好的材料放在帶有磨口塞的三角瓶內，將盛有上述配製的膜液的三角瓶置於恆溫振蕩箱中，溫度保持在30～45℃，直至完全溶解後，再採用超聲處理10～20分鐘使膜液分散更均勻。
(2)採用說明書附圖所示裝置，將上述配好的膜液放入儲液罐(2)內，通過儲液罐蓋(1)施加一定的壓力，膜液通過多個針狀注射器(3)滴入下面裝有水的容器(4)內，水溶液通過磁力攪拌器(5)進行攪拌，此時便可得到含有鐵氧化物醋酸纖維素絲。
(3)將所製備的含有鐵氧化物的醋酸纖維素絲浸漬在稀氨水中10min，溫度保持在15-25℃，得到的鐵氧化物/醋酸纖維素吸附材料。
(4)所製備的含有鐵氧化物醋酸纖維素絲狀吸附材料用去離子水反覆清洗吸附劑數次即可用於臭氣的去除。
將上述吸附劑填充在一直徑為4cm，高為30cm的吸附柱內，吸附劑填充高度為26cm，臭氣從下到上通過吸附柱，處理H2S的濃度為230mg/m3，停留時間1min。室溫條件下，出氣口的H2S的濃度為0～1mg/m3，去除率99％以上。
實施例3製備另一種含有氧化鐵的醋酸纖維素絲狀吸附材料及去除苯乙烯的效能。
該吸附劑製備的方法如實施例2，其膜液配製如下醋酸纖維素12g，丙酮60g，二氧六環3g，高氯酸鎂3g，水16g，吐溫80 1g，硝酸鐵20g；將所稱好的材料放在帶有磨口塞的三角瓶內，將盛有上述配製的膜液的三角瓶置於恆溫振蕩箱中，溫度保持在30～45℃，直至完全溶解後，再採用超聲處理10～20分鐘使膜液分散更均勻。
將上述吸附劑填充在一直徑為2cm，高為18cm的吸附柱內，吸附劑填充高度為15cm，臭氣從下到上通過吸附柱，處理苯乙烯的濃度為60mg/m3，停留時間1min。室溫條件下，出氣口苯乙烯濃度為0～2mg/m3，低於惡臭汙染物排放標準。
權利要求
1.一種以醋酸纖維素絲為主體的吸附材料，該吸附材料可只含有醋酸纖維素，也可根據需要添加一定量金屬氧化物。
2.一種添加金屬氧化物的醋酸纖維素絲狀吸附材料製備方法，該方法包括將醋酸纖維素溶解於溶劑中，並添加金屬化合物以及二氧六環等添加劑，經超聲溶解，得到混合均勻的膜液。將膜液通過微孔注射器滴成絲狀並在水中凝固成型。如添加了金屬化合物則將吸附劑繼續浸漬在稀氨水中5-10min，溫度保持在15-25℃。
3.按照權利要求2所述一種添加金屬氧化物的醋酯纖維素絲狀吸附材料的製備方法，其特徵在於所述的金屬化合物包括三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵。
全文摘要
本發明涉及一種以醋酸纖維素絲為主體的吸附材料的製備方法及工藝，該吸附材料可用於臭氣的吸附去除。該吸附材料可只含有醋酸纖維素，也可根據需要在醋酸纖維素絲中添加一定量金屬氧化物。其製備方法包括，將醋酸纖維素溶解於有機溶劑中，添加金屬化合物以及二氧六環等添加劑，經超聲溶解，得到混合均勻的膜液。將膜液通過微孔注射器滴成絲狀並在水中凝固成型。如添加了金屬化合物則將吸附劑繼續浸漬在稀氨水中5～10min，溫度保持在15～25℃。醋酸纖維素絲或添加了類脂醋酸纖維素絲狀吸附材料為白色，而鐵氧化物/醋酸纖維素絲為紅棕色。
文檔編號B01J20/30GK101058067SQ20061007563
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者劉會娟, 曲久輝, 茹加 申請人:中國科學院生態環境研究中心