一種有害氣體吸附劑的製備方法
2023-07-10 13:34:56 1
一種有害氣體吸附劑的製備方法
【專利摘要】本發明提出一種有害氣體吸附劑的製備方法，包括以下步驟：S10，在恆溫水浴容器內加入超純水和高錳酸鉀粉末，攪拌，待高錳酸鉀完全溶解後加入活性氧化鋁顆粒進行浸漬，且活性氧化鋁顆粒的質量小於高錳酸鉀溶液質量的1/3；S20，過濾上述溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置至沒有液體滴出；S30，將上述溼態材料烘乾並自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。本發明採用高錳酸鉀作為活性組分，將其配成溶液後進行氧化鋁載體的過量浸漬，高錳酸鉀負載均勻進而可以將吸附的甲醛、硫化氫等氣體氧化為二氧化碳脫附，形成循環吸附擴大了吸附容量，吸附性能高；過量浸漬無需攪拌，因而有效避免吸附材料粉化。
【專利說明】一種有害氣體吸附劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣淨化領域，特別涉及一種有害氣體吸附劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著小康生活的逐步實現，人們對居家環境的質量也有了更高的要求，居家裝修已成為時尚。然而，裝修在使居室變得舒適與美觀的同時，也給室內環境造成了汙染。如在室內裝修過程中採用含有毒、有害物質的建材以及不合理的設計，會產生微量的甲醛、甲苯、苯、氨、硫化氫等對人體極為有害的化學物質。
[0003]通常狀況下，對有害氣體的處理有物理吸附和化學吸附等手段。物理吸附是依靠多孔物質(如活性炭、分子篩等)的孔結構進行物理吸附，但有些小分子、低沸點的物質在孔內容易逃逸，較難吸附在這些多孔物質上；化學吸附較常見的是高錳酸鉀負載的活性氧化鋁材料，其以氧化鋁材料作為載體，以高錳酸鉀為活性物質，利用高錳酸鉀容易氧化的性質，將吸附在孔內的甲醛、硫化氫等汙染氣體氧化成二氧化碳後排出，或者將其氧化成酸後固定於孔內，因此可以有效避免吸附後有害氣體分子的脫附，吸附性能較高。
[0004]現有技術中製備高錳酸鉀負載的活性氧化鋁材料的方法有多種，如採用噴液成型法，將高錳酸鉀溶液噴灑在活性氧化鋁粉的表面同時滾球成型，該方法製備的材料具有較好的比表面積和吸附性能，但其在溼度較高的環境下較易粉化，應用受到限制；或採用等量浸潰法，先測出活性氧化鋁的吸水量，以等量的高錳酸鉀溶液在較高速度的攪拌下進行浸潰負載，使活性氧化鋁正好將高錳酸鉀溶液吸乾，以得到相應性能的負載吸附劑。但等量浸潰法需要在浸潰過程中不斷攪拌，在攪拌過程中非常容易使活性氧化鋁粉化，所以這種方法製備的吸附劑強度較差，有較多的粉塵生成，在一些場合應用受到限制，而且在浸潰過程中的攪拌也容易使浸潰過程不均勻，還加大了操作的難度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種負載均勻、吸附性能高且能避免吸附材料粉化的有害氣體吸附劑的製備方法。
[0006]本發明提出一種有害氣體吸附劑的製備方法，其包括以下步驟:
[0007]S10，在恆溫水浴容器內加入超純水和高錳酸鉀粉末，攪拌，待高錳酸鉀完全溶解後，得到高錳酸鉀溶液，再加入活性氧化鋁顆粒進行浸潰，且活性氧化鋁顆粒的質量小於高錳酸鉀溶液質量的1/3 ;S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置至沒有液體滴出；S30，將步驟S20中所述溼態材料烘乾並自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
[0008]優選地，步驟SlO中所述的活性氧化鋁比表面積高於200m2/g，吸水量大於活性氧化鋁總質量的50%。
[0009]優選地，步驟SlO中配製的高錳酸鉀溶液的質量分數為3%—9%。
[0010]優選地，步驟SlO中所述恆溫水浴的溫度為70— 90°C中任一值，所述浸潰時間為2—4小時。
[0011]優選地，步驟S20中所述靜置時間為20— 80分鐘。
[0012]優選地，步驟S30中所述烘乾溫度為120— 160°C，時間為2— 4小時。
[0013]本發明提出的有害氣體吸附劑的製備方法，採用高錳酸鉀作為活性組分，將其配成溶液後進行氧化鋁載體的過量浸潰，高錳酸鉀負載均勻進而可以將吸附的甲醛、硫化氫等氣體氧化為二氧化碳脫附，形成循環吸附擴大了吸附容量，吸附性能高；過量浸潰無需攪拌，因而有效避免吸附材料粉化。該製備方法簡單、實用性強，適於大規模工業生產。
【具體實施方式】
[0014]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0015]本發明提供了一種有害氣體吸附劑的製備方法，其包括以下步驟:
[0016]S10，在恆溫水浴容器內加入超純水和高錳酸鉀粉末，攪拌，待高錳酸鉀完全溶解後，得到高錳酸鉀溶液，再加入活性氧化鋁顆粒進行浸潰，且活性氧化鋁顆粒的質量小於高猛酸鉀溶液質量的1/3 ；
[0017]高錳酸鉀的溶解度較低，因此需要在加熱條件下進行高錳酸鉀溶液的配製，且為了防止高錳酸鉀在浸潰過程中重結晶，本實施例中在恆溫水浴容器內進行，一方面保證溶液的溫度，使得高錳酸鉀完全溶解，另一方面恆溫下浸潰，整個溶液體系的溫度恆定，高錳酸鉀在活性氧化鋁顆粒上的負載較為均勻。優選地，恆溫水浴的溫度為70—90°C中任一值。且優選地，恆溫水浴的溫度為70°C，浸潰時間為2— 4小時。
[0018]高錳酸鉀作為活性物質，在有害氣體的吸附淨化過程中起到氧化降解作用，在配製高錳酸鉀溶液的過程中，若高錳酸鉀含量太低則吸附性能較低，不能充分起到氧化降解的作用；若含量過高，其附著在活性氧化鋁顆粒上會堵塞活性氧化鋁的孔道致使吸附性能降低，因此配製的高錳酸鉀溶液濃度應在1.5%—10% (質量分數)，優選地，高錳酸鉀溶液的質量分數為3-9%。
[0019]且本實施例中，為了有效控制吸附材料內高錳酸鉀的含量，使吸附效果最佳，活性氧化鋁的比表面積高於200m2/g，吸水量大於活性氧化鋁總質量的50%。
[0020]S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置；
[0021]本發明採用過量浸潰法，活性氧化鋁顆粒的質量小於高錳酸鉀溶液質量的1/3，因此浸潰過程完成後，溶液體系中有高錳酸鉀負載的活性氧化鋁固體材料和過量的高錳酸鉀溶液，需要過濾使固體液體分離，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料。
[0022]具體地，本實施例中，恆溫水浴容器上方設置帶有孔容器的去液架，且該有孔容器的孔徑小於活性氧化鋁的直徑，將高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料置於有孔的容器內時，溼態材料上殘留的浸潰液留在恆溫水浴內，從而避免後續乾燥過程中，溼態材料上殘留的浸潰液對乾燥機造成汙染。
[0023]優選地，該步驟中，靜置時間為20— 80分鐘。
[0024]S30，將步驟S20中所述溼態材料烘乾並自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
[0025]優選地，為了避免烘乾過程中高錳酸鉀隨水移動至活性氧化鋁表面，並進行聚集和結晶，導致活性氧化鋁內部高錳酸鉀含量的不足，本發明採用自動翻動型的乾燥箱進行烘乾，使高錳酸鉀附著更為均勻。
[0026]本發明提出的有害氣體吸附劑的製備方法，採用高錳酸鉀作為活性組分，將其配成溶液後進行氧化鋁載體的過量浸潰，高錳酸鉀負載均勻進而可以將吸附的甲醛、硫化氫等氣體氧化為二氧化碳脫附，形成循環吸附擴大了吸附容量，吸附性能高；且該過程無需攪拌，因而有效避免吸附材料粉化。同時，該製備方法簡單、實用性強，適於大規模工業生產。
[0027]實施例1:
[0028]S10，在恆溫水浴鍋內加入50Kg的超純水和4.2Kg的高錳酸鉀粉末，攪拌30min，待高錳酸鉀完全溶解後加入2-3mm直徑的活性氧化鋁顆粒1Kg進行浸潰。水浴溫度保持在70°C，浸潰時間為4小時。
[0029]S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置80分鐘，至沒有液體滴出。
[0030]S30，將步驟S20中所述溼態材料轉移至自動翻動型的乾燥箱內進行烘乾，溫度為120°C，時間為4小時，然後置於室溫下自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
[0031 ] 得到的吸附劑顏色均勻，破碎後發現內部顏色同樣均勻，粉化率較低。
[0032]該材料經過測試，在密閉環境中對於甲醛的一小時去除率為98%，粉化率小於I %，同等條件下等量浸潰法製備的樣品甲醛一小時去除率為95%，粉化率大於2%，
[0033]實施例2:
[0034]S10，在恆溫水浴鍋內加入50Kg的超純水和1.55Kg的高錳酸鉀粉末，攪拌30min，待高錳酸鉀完全溶解後加入4-6mm直徑的活性氧化鋁顆粒12Kg進行浸潰。水浴溫度保持在90°C，浸潰時間為3小時。
[0035]S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置20分鐘。
[0036]S30，將步驟S20中所述溼態材料轉移至自動翻動型的乾燥箱內進行烘乾，溫度為150°C，時間為3小時，然後置於室溫下自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
[0037]得到的吸附劑顏色均勻，破碎後發現內部顏色同樣均勻，顏色為淺紫色，比實施例1中的顏色淺，粉化率同樣較低。
[0038]該材料經過測試，在密閉環境中對於甲醛的一小時去除率為92%，粉化率小於I %，同等條件下等量浸潰法製備的樣品甲醛一小時去除率為85%，粉化率大於2%。
[0039]實施例3:
[0040]S10,在恆溫水浴鍋內加入50Kg的超純水和5Kg的高錳酸鉀粉末，攪拌30min，待高錳酸鉀完全溶解後加入3-5_直徑的活性氧化鋁顆粒ISKg進行浸潰。水浴溫度保持在80°C，浸潰時間為2小時。
[0041]S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置60分鐘。
[0042]S30，將步驟S20中所述溼態材料轉移至自動翻動型的乾燥箱內進行烘乾，溫度為160°C，時間為2小時，然後置於室溫下自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
[0043]得到的吸附劑顏色均勻，破碎後發現內部顏色同樣均勻，顏色為淺紫色，比實施例1中的顏色淺，粉化率同樣較低。
[0044]該材料經過測試，在密閉環境中對於甲醛的一小時去除率為92%，粉化率小於I %，同等條件下等量浸潰法製備的樣品甲醛一小時去除率為85%，粉化率大於2%。
[0045]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: SlO,在恆溫水浴容器內加入超純水和高錳酸鉀粉末，攪拌，待高錳酸鉀完全溶解後，得到高錳酸鉀溶液，再加入活性氧化鋁顆粒進行浸潰，且活性氧化鋁顆粒的質量小於高錳酸鉀溶液質量的1/3 ； S20，過濾步驟SlO中的溶液體系，得到高錳酸鉀負載的活性氧化鋁溼態材料並靜置至沒有液體滴出； S30，將步驟S20中所述溼態材料烘乾並自然冷卻，即得到所述有害氣體吸附劑。
2.如權利要求1所述的有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟SlO中所述的活性氧化鋁比表面積高於200m2/g，吸水量大於活性氧化鋁總質量的50%。
3.如權利要求1所述的有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟SlO中配製的高猛酸鉀溶液的質量分數為3%—9%。
4.如權利要求1至3中任一項所述的有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟SlO中所述恆溫水浴的溫度為70— 90°C中任一值，所述浸潰時間為2— 4小時。
5.如權利要求1至3中任一項所述的有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟S20中所述靜置時間為20— 80分鐘。
6.如權利要求1至3中任一項所述的有害氣體吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟S30中所述烘乾溫度為120— 160°C，時間為2— 4小時。
【文檔編號】B01J20/08GK104248942SQ201410492175
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】金盛燁, 李曉強 申請人:江蘇普瑞姆納米科技有限公司