一種甲醛吸附樹脂及其製備方法
2023-07-22 14:10:01 2
專利名稱：一種甲醛吸附樹脂及其製備方法
技術領域：
本發明屬於空氣汙染淨化領域，涉及一種樹脂型甲醛吸附劑及其製備方法。
背景技術：
甲醛是一種重要的化工原料和有機溶劑，常用於製造樹脂、塑料、橡膠等工業用品，也可以用作防腐劑，用於食物和化妝品等。甲醛與人們的生活密切相關，同時也是嚴重的汙染物之一。甲醛具有較強的粘合性以及強化木質板材硬度、防蟲、防腐等功能，且價錢便宜，所以以甲醛為主要成分的酚醛樹脂是目前室內裝修所用的膠合板、細木板、中密度板等的首選粘合劑。這些板材作為裝修材料或者製成家具後，板材中殘留的游離的甲醛就會逐漸向周圍環境釋放，形成室內空氣中甲醛汙染的主要來源。甲醛作為公認的家庭裝修第一號殺手，是一種高毒性物質，上個世紀一直被認為是可疑致癌物，2004年國際癌症研究機構將甲醛列為第一致癌物，2005年1月31日美國健康和公共安全事業部及公共衛生局發布的致癌物質報告中，也將甲醛列為一類致癌物質。 並且甲醛已經被世界衛生組織認定為致癌和致畸物質，認定為潛在的強制突變物質之一， 位居劇毒性物質控制的第二位。甲醛分子量小且具有極性，使得常用的空氣淨化技術對其幾乎束手無策。例如活性炭、分子篩等物理吸附法，雖然屬於萬能的廣譜性吸附劑，但在在處理甲醛汙染方面效果不佳；光催化技術是目前研究較多的空氣淨化技術，其優點是可以在溫和條件下有效降解有機物，最終生成(X)2和和H2O,無二次汙染，但其對於甲醛的淨化速度較慢，效率很低。
發明內容
本發明的目的在於提供一種性能穩定、快速吸附淨化甲醛、吸附容量大的無二次汙染的樹脂型甲醛吸附劑及其製備方法。該甲醛吸附樹脂含有胺基官能團和咪唑衍生物官能團，可以迅速捕捉空氣中的甲醛汙染物，清除甲醛速度快，反應徹底，能很快將甲醛濃度降至《室內空氣品質標準》GB/T18883-2002規定的達標濃度以下。一種樹脂型甲醛吸附劑，以聚丙烯腈大孔吸附樹脂為基體材料，經過水解預處理、 胺化、加成咪化等過程合成一種含胺基、咪唑基的甲醛吸附劑。所述的甲醛吸附劑合成過程分為以下兩個步驟(1)水解。將聚丙烯腈大孔吸附樹脂放入NaOH溶液中加熱至沸騰、回流反應數小時，取出樹脂用水衝洗乾淨，再用乙二醇置換水分，甩幹。(2)胺化、加成咪化。將(1)水解樹脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制溫度，回流加熱，取出樹脂洗至中性，烘乾即可。所述的水解步驟(1)中，採用的NaOH溶液濃度為 10 %，所用溶劑為水或乙醇或乙二醇之一，回流反應時間為2 5小時。所述的胺化、咪化步驟(2)中，二乙烯三胺聚丙烯腈樹脂中的丙烯腈單元(摩爾比)=1 1 20 1。
所述的胺化、咪化步驟O)中，二乙烯三胺與溶劑乙二醇的體積比為1 1 1 15。所述的胺化、咪化步驟⑵中，反應溫度為80°C 150°C，反應時間為2 20小時。本發明的有益效果1、對甲醛吸附過程屬於化學吸附，吸附速度快，反應徹底。2、甲醛吸附樹脂是20目 800目的顆粒或粉劑，應用形式多樣，使用方便。3、甲醛吸附樹脂性能穩定，使用後可以通過加熱進行再生，重複利用。4、製備工藝比較簡單，易於工業化生產。5、含有的胺基、咪唑基官能團都具有鹼性，可以吸附淨KH2S、HC1、SO2等酸性氣體。6、該甲醛吸附樹脂無毒、無汙染、使用安全環保。
具體實施例方式通過調節不同的製備工藝條件，可以製備出不同吸附容量的甲醛吸附樹脂。以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例1將含水量為60%的聚丙烯腈大孔吸附樹脂10g，放入體積為100ml，質量濃度為 5%的NaOH水溶液中，進行加熱至沸騰，回流水解5小時。取出樹脂，用去離子水衝洗乾淨，將樹脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺聚丙烯腈樹脂中的丙烯腈單元(摩爾比)為8 1，二乙烯三胺與乙二醇的體積比為 1 12。反應溫度80°C，充分反應5小時，製成甲醛吸附劑。經過測試，所得甲醛吸附劑樣品的甲醛吸附容量為3. 87mmol/g。實施例2將含水量為60%的聚丙烯腈大孔吸附樹脂10g，放入體積為100ml，質量濃度為 10%的NaOH的乙二醇溶液中，進行加熱至沸騰，回流水解3小時。取出樹脂，用去離子水衝洗乾淨，將樹脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺聚丙烯腈樹脂中的丙烯腈單元(摩爾比)為15 1，二乙烯三胺與乙二醇的體積比為3 12。反應溫度140°C，充分反
應20小時，製成甲醛吸附劑。經過測試，所得甲醛吸附劑樣品的甲醛吸附容量為1. 54mmol/ g°實施例3將含水量為60%的聚丙烯腈大孔吸附樹脂8g，放入體積為100ml，質量濃度為8% 的NaOH的乙醇溶液中，進行加熱至沸騰，回流水解3小時。取出樹脂，用去離子水衝洗乾淨， 將樹脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺聚丙烯腈樹脂中的丙烯腈單元(摩爾比)為1 1，二乙烯三胺與乙二醇的體積比為1 15。反應溫度100°C，充分反應2小時，製成甲醛吸附劑。經過測試，所得甲醛吸附劑樣品的甲醛吸附容量為0. 32mmol/g。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種樹脂型甲醛吸附劑，其特徵在於，以聚丙烯腈大孔吸附樹脂為基體材料，經過水解、胺化、加成咪化合成，(1)水解將聚丙烯腈大孔吸附樹脂放入NaOH溶液中加熱至沸騰、回流反應數小時，取出樹脂用水衝洗乾淨，再用乙二醇置換水分，甩幹；( 胺化、加成咪化將(1)所得水解樹脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制溫度，回流加熱，取出樹脂洗至中性，烘乾即可。
2.根據權利要求1所述的樹脂型甲醛吸附劑的合成方法，其特徵在於，包括以下步驟 (1)水解將聚丙烯腈大孔吸附樹脂放入NaOH溶液中加熱至沸騰、回流反應數小時，取出樹脂用水衝洗乾淨，再用乙二醇置換水分，甩幹；(2)胺化、加成咪化將(1)所得水解樹脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制溫度，回流加熱，取出樹脂洗至中性，烘乾即可。
3.根據權利要求2所述的樹脂型甲醛吸附劑的合成方法，其特徵在於，所述的水解步驟(1)中，採用的NaOH溶液濃度為 10%，所用溶劑為水或乙醇或乙二醇之一，回流反應時間為2 5小時。
4.根據權利要求2所述的樹脂型甲醛吸附劑的合成方法，其特徵在於，所述步驟(2) 中，二乙烯三胺聚丙烯腈樹脂中的丙烯腈單元(摩爾比)=1 1 20 1。
5.根據權利要求2所述的樹脂型甲醛吸附劑的合成方法，其特徵在於，所述的胺化、咪化步驟O)中，二乙烯三胺與溶劑乙二醇的體積比為1 1 1 15。
6.根據權利要求2所述的樹脂型甲醛吸附劑的合成方法，其特徵在於，所述的胺化、咪化步驟O)中，反應溫度為80°C 150°C，反應時間為2 20小時。
全文摘要
本發明公開了甲醛吸附樹脂及其製備方法，以聚丙烯腈大孔吸附樹脂為基體材料，經過水解、胺化、加成咪化合成，(1)水解將聚丙烯腈大孔吸附樹脂放入NaOH溶液中加熱至沸騰、回流反應數小時，取出樹脂用水衝洗乾淨，再用乙二醇置換水分，甩幹；(2)胺化、加成咪化將(1)所得水解樹脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制溫度，回流加熱，取出樹脂洗至中性，烘乾即可。
文檔編號B01D53/40GK102350318SQ201110192009
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者周鈞, 張強, 張琴, 管迎梅, 範海明, 陳兆文 申請人:邯鄲派瑞電器有限公司