一種改性活性炭吸附清除劑及製備方法
2023-12-05 08:08:26 1
專利名稱：一種改性活性炭吸附清除劑及製備方法
一種改性活性炭吸附清除劑及製備方法
技術領域：
本發明涉及環境醫學、天然產物與環境保護、環境與人體健康、新材料等綜合技術領域，特別涉及環境如空氣、水中汙染物的吸附清除劑及其製備方法。
背景技木室內汙染氣體主要是由家庭室內裝飾物、塗料、家具等釋放，主要為甲醛、苯、甲苯、TVOC等。根據國家權威部門對民用住宅室內汙染氣體甲醛、苯、TVOC等進行的檢測報告，達到國家頒布《民用建築室內環境汙染控制規範》要求的僅佔總數的7.7%，其中又以甲醛超標最為嚴重，超標率為80. 8%，最嚴重的超標達21倍。據中國室內裝飾協會一項對北京地區千戶新裝修家庭進行的室內空氣品質檢測顯示，甲醛超標的佔60% ;青島、南京、銀川、重慶、深圳、烏魯木齊等地有關部門的檢測數據同樣顯示，新裝修家庭中甲醛不合格比 率均在60%以上，而深圳市於2004年I月到7月對該市400多套房子進行室內環境檢測，結果顯示甲醛超標高達90%。此外，新家具、汽車的車椅座套、坐墊和車頂內襯、紡織品等也會釋放大量的以甲醛為主的汙染氣體。甲醛(HCHO)是ー種無色易溶的刺激性氣體，甲醛可經呼吸道吸收，其水溶液"福馬林"可經消化道吸收。現代科學研究表明，甲醛對人體健康有負面影響。當室內含量為O. lmg/m3時就有異味和不適感；0. 5mg/m3可刺激眼睛引起流淚；0. 6mg/m3時引起咽喉不適或疼痛；濃度再高可引起噁心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當空氣中達到30mg/m3時可當即導致死亡。長期接觸低劑量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月經紊亂、妊娠綜合症，引起新生兒體質降低、染色體異常，甚至引起鼻咽癌。高濃度的甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。它還可刺激眼結膜、呼吸道黏膜而產生流淚、流涕，引起結膜炎、咽喉炎、哮喘、支氣管炎和變態反應性疾病。甲醛還有致畸、致癌作用。據流行病學調查，長期接觸甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌症。綜上所述，室內空氣中甲醛等汙染氣體普遍存在於日常生活中，對人體健康危害巨大。首屆中國室內環境汙染與兒童健康研討會披露，我國100萬5歲以下兒童的死因與室內空氣汙染有夫。每年由室內空氣汙染引起超額急診數為430萬次。因而，採取措施減少乃至消除甲醛等汙染氣體的汙染，對保護人民身心健康、提高人民生活質量具有重大意義，這類技術和產品將會帶來良好的社會及經濟效益，是環境醫學領域及其重要的課題。有關甲醛、苯、甲苯、TVOC消除相關技術方案在文獻中已有報導。一種方案是將活性化合物製成甲醛消除溶液，通過塗抹、噴灑的方式，與空氣中的甲醛、苯、甲苯、TVOC等發生反應或在相應的物體表面形成薄膜封閉層阻止甲醛釋放等機理達到減少甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染的目的。然而，這類消除劑與甲醛反應後所形成的產物依然存在於空氣中，這類產物也有可能有毒，易造成二次汙染，且由於形成薄膜不可能太牢固，時間ー長，相應物體內的甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染同樣會釋放出來，只能是起到拖延釋放的作用；另ー種方案主要是光觸媒類產品。光觸媒是ー種以納米級ニ氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱。光觸媒在光的照射下，會產生類似光合作用的光催化反應，產生具有一定氧化能力的自由氫氧基和活性氧，具有光氧化還原功能，可以分解甲醛、苯、甲苯、TVOC等有機汙染物，其限制在於其催化效果的產生必須要有光源，且一般來說，用紫外線或陽光中的紫外線照射時催化效率最高，普通的燈光及其他散射光催化效率則大打折扣，另其還必須在沒有任何阻擋的前提下，光照射才會發生催化氧化反應。綜所周知，甲醛、苯、甲苯、TVOC等釋放是ー個非常緩慢的過程，一般會持續5-10年，因此單靠光觸媒來消除甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染物具有較大的限制，導致消除效果不甚理想，從而影響人們的身體健康；還有ー種方案為將活性化合物與某種具備吸附或支持功能的物質相結合製成固體成型產品，通過捕捉、吸附甲醛及與甲醛發生化學反應等機理達到減少甲醛汙染的目的。此類產品為當前清除甲醛、苯、甲苯、TVOC的最新研究方向，此類產品主要要求吸附功能物質具有較強的吸附力、活性化合物具有較強的分解能力。但是目前此類產品的主要限制因素是吸附功能物質對甲醛、苯、甲苯、TVOC吸附カ較弱且不能與活性化合物有機結合，從而達不到較好的清除甲醛的效果，同時對人體已經做成的傷害起不到任何作用。本發明的目的就是針對現有技術存在的不足，提供了ー種新的甲醛、苯、甲苯、 TVOC等環境中汙染物的吸附清除劑，這種甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染物吸附清除劑是經過一定的エ藝對活性炭、託瑪琳粉、強氧化劑等的混合物在鹼性條件下處理「改性」而得，具有強大的捕捉、吸附及消除甲醛、苯、甲苯、TVOC氣體的能力，並同時持續發射對人體有益的遠紅外線(波長在4-14 μ m)，促進新陳代謝，減小心臟壓カ，達到改善人類居住環境的作用。
發明內容本發明要解決的技術問題是在上述問題上，提供了一種改性活性炭吸附清除劑及製備方法。本發明的技術方案如下它是將活性炭與以下原料均勻攪拌、混合後，加入水充分浸潤後，通過常溫真空乾燥烘乾製備而成，其中活性炭50-80%，託瑪琳粉5-20%，強氧化劑1_10%，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂5-20%，乳膠粘合劑2-8%。更佳的原料配比為活性炭70-80%，託瑪琳粉7-12%，強氧化劑2_5%，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂5-10%，乳膠粘合劑3-6 %。更佳原料配比為活性炭75%，託瑪琳粉10%，高錳酸鉀3%，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂7%，乳膠粘合劑5%。上述的原料活性炭可以是納米竹炭、椰殼活性炭的任意ー種或混合物；託瑪琳粉的粒徑小於IOnm ;強氧化劑可以是高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過硫酸銨、ニ氧化錳、氯酸鉀、過ニ硫酸銨中的ー種或數種混合物；乳膠粘合劑為醋酸こ烯乳液粘合剤。以上發明方案中產品的製備方法為按重量百分比稱量好各固態原料後，混合均勻，加入乳液粘合劑和足量的的水使之浸潤充分後，攪拌，時間大約需1-5小時，取出送真空乾燥，得產品，粉碎成粉末或細小顆粒，控制含水量5%以下。更優化的製備方法如下先取稱量好的粘合劑、活性炭加入適量水沸煮1-3小時後，加入託瑪琳粉、強氧化劑、鹼性氧化鋁或氫氧化鎂攪拌1-2小時後，真空濃縮後，送真空乾燥，得產品，粉碎成粉末或細小顆粒，控制含水量5 %以下。
上述改性納米活性炭清除劑可以放在於各種形態的具有開孔的小型盛器之中，亦可以放置於透氣性好的材料如無紡布、纖維布製成的小型布袋中，外用不透氣的容器或鋁箔袋密封包裝，用時開封將產品置於汽車內、櫥櫃內，桌子、抽屜內等空間，從而達到吸附室內空氣內的甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染氣體並持續發射對人體有意的紅外線，達到改善居住環境的目的。本發明的優點在於吸附材料與活性化合物有機結合在一起，具有強大的捕捉、吸附及清除甲醛、苯、甲苯、TVOC等汙染氣體的能力，同時發射的遠紅外線有促進新陳代謝，減小心臟壓カ等作用。本發明產品與同類產品相比，較不受環境的影響與限制，本發明產品即使在較高溼度條件下亦具有較強的汙染氣體清除能力，並且此產品中因為有機溶入了託瑪琳粉，具有通過負離子、遠紅外線作用，改善血液循環，促進新陳代謝，增強人體免疫力的作用，有益於預防ー些疾病並對因室內環境汙染已造成的身體損害起到一直的輔助治療作用。此外，本發明產品使用簡單，容易操作，開封後讓其暴露在待清理的空內環境中即可，不需要噴、塗、灑等操作。
具體實施方式
實施例I溶解5克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入5克乳液粘合劑，稱取椰殼活性炭50克、託瑪琳粉20克、鹼性氧化鋁15克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，攪拌I小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小時，可得到氣體清除劑A。取氣體清除劑A I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 005mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例2溶解3克重鉻酸鉀於適量的純淨水中後加入5克乳液粘合劑，稱取納米竹炭活性炭75克、納米託瑪琳粉10克、氫氧化鎂7克，全部浸潤於重鉻酸鉀溶液中，攪拌5小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小時，可得到氣體清除劑B。取氣體清除劑B I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 004mg/m3，環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例3溶解6克過ニ硫酸銨鉀於適量的純淨水中後加入5克乳液粘合劑，稱取椰殼活性炭64克、託瑪琳粉10克、氫氧化鎂15克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小時，可得到氣體清除劑C。取氣體清除劑C I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 003mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例4溶解10克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入5克乳液粘合劑，稱取椰殼活性炭50克、納米託瑪琳粉20克、氫氧化鎂15克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小時，可得到氣體清除劑D。取氣體清除劑D I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 003mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。
實施例5溶解2克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入8克乳液粘合劑，稱取納米椰殼活性炭65克、託瑪琳粉15克、鹼性氧化鋁10克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，攪拌I小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥2小時，可得到氣體清除劑E。取氣體清除劑E I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 004mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例6溶解9克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入2克乳液粘合劑，稱取納米椰殼活性炭75克、託瑪琳粉7克、鹼性氧化鋁7克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，攪拌I小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥4小時，可得到氣體清除劑F。取氣體清除劑F I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 005mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例7溶解5克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入2克乳液粘合劑，稱取椰殼活性炭80克、託瑪琳粉8克、鹼性氧化鋁5克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，攪拌2小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小吋，可得到氣體清除劑G。取氣體清除劑G I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 004mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例8溶解5克高錳酸鉀於適量的純淨水中後加入5克乳液粘合劑，稱取椰殼活性炭75克、託瑪琳粉10克、氫氧化鎂5克，全部浸潤於高錳酸鉀溶液中，攪拌I小時，待充分浸潤後，取出常溫真空乾燥5小時，可得到氣體清除劑H。取氣體清除劑H I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後檢測，環境空間甲醛氣體含量降為O. 005mg/m3,環境汙染氣體含量符合國家標準。實施例9氣體清除劑C、D與普通活性炭汙染氣體清除能力的比較。分別取氣體清除劑C、D、普通活性炭各I克，置於含有O. lmg/m3甲醛的空氣環境中，環境空間為3m3，24小時後分別檢測甲醛含量，分別如下
權利要求
1.一種改性活性炭吸附清除劑，其特徵在於主要原料重量百分比為活性炭50-80%，託瑪琳粉5-20%，強氧化劑1_10%，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂5-20%，乳膠粘合劑2-8% ；
2.根據權利要求I所述的一種改性活性炭吸附清除劑，其特徵在於主要原料重量百分比更優的配比為活性炭70-80 %，託瑪琳粉7-12 %，強氧化劑2-5 %，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂5-10 %，乳膠粘合劑3-6% ;
3.根據權利要求I或2所述的一種改性活性炭吸附清除劑，其特徵在於各原料重量百分比為活性炭75%，託瑪琳粉10%，高錳酸鉀3%，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂7%，乳膠粘合劑5% ；
4.根據權利要求I至3所述的一種改性活性炭吸附清除劑，其特徵在於所述的原料活性炭可以是納米竹炭、椰殼活性炭的任意一種或混合物；託瑪琳粉的粒徑小於IOnm ;強氧化劑可以是高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過硫酸銨、二氧化錳、氯酸鉀、過二硫酸銨中的一種或數種混合物；乳膠粘合劑為醋酸乙烯乳液粘合劑；
5.根據權利要求I所述的改性活性炭吸附清除劑的製備方法，其步驟為按重量百分比稱量好各固態原料後，混合均勻，加入乳液粘合劑和足量的的水使之浸潤充分後，攪拌，時間大約需1-5小時，取出送真空乾燥，得產品，粉碎成粉末或細小顆粒，控制含水量5%以下；
6.根據權利要求5所述的一種改性活性炭吸附清除劑的製備方法，其特徵在於製備方法如下先取稱量好的粘合劑、活性炭加入適量水沸煮1-3小時後，加入託瑪琳粉、強氧化齊 、鹼性氧化鋁或氫氧化鎂攪拌混合1-2小時後，真空濃縮後，送真空乾燥，得產品，粉碎成粉末或細小顆粒,控制含水量5%以下；
7.根據權利要求I至4任意所述的一種改性活性炭吸附清除劑，其特徵在於所述的清除劑可以製成袋狀、盒狀、管狀、塊狀、顆粒狀等不同產品包裝形式。
全文摘要
本發明涉及一種改性活性炭吸附清除劑及製備方法，該方法步驟是將納米活性炭與以下重量百分比的原料均勻攪拌，混合後加入適量的水和乳液粘合劑攪拌，充分浸潤後，通過常溫真空乾燥烘乾製備而成。具體為納米活性炭50-80％，託瑪琳粉5-20％，強氧化劑1-10％，鹼性氧化鋁或氫氧化鎂5-20％，乳膠粘合劑2-8％。本發明屬於環境醫學、天然產物與環境保護、環境與人體健康、新材料等綜合技術領域，本發明主要用於消除空氣中游離甲醛、苯、甲苯、TVOC的危害，從而解決居室內、相對密封空間內相關的空氣汙染，並且能持續發射對人體有益的遠紅外線(波長在4-14μm)，促進新陳代謝，減小心臟壓力等，對於一些疾病有極好的預防和輔助治療作用，有利於保護人體健康。
文檔編號B01J20/30GK102814162SQ20111015621
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者夏濤, 王沁 申請人:無錫百奧科環境科技有限公司