專利名稱：改性的活性炭纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改性的活性炭纖維吸附材料，可以用來(lái)吸附卷煙等毒氣及其它有害氣體、物質(zhì)防護(hù)與處理背景技術(shù)眾所周知，有害氣體大量存在并且嚴(yán)重影響人們的身體健康。
吸煙有害于健康，是由于吸煙時(shí)產(chǎn)生的大量有害氣體。卷煙中的有害物如焦油、尼古丁、苯并芘、甲醛、烯醛、CO、NOX等物質(zhì)引起冠心病、支氣管炎乃至肺癌的發(fā)病率大大增加，對(duì)健康危害很大。
降焦是目前國(guó)內(nèi)外提高卷煙安全性的通用方法，主要是通過(guò)由醋酸纖維或其他材料制成的卷煙過(guò)濾嘴來(lái)達(dá)到降焦的目的。但焦油中既含有害物質(zhì)，又含有許多香味物質(zhì)，如果過(guò)分降低焦油含量，則會(huì)嚴(yán)重影響卷煙的香氣和口感。此外，這類過(guò)濾嘴對(duì)極微小的氣溶膠和3，4-苯并芘、甲醛、烯醛、CO、NOX等有害物質(zhì)的過(guò)濾效果較差。部分卷煙廠在過(guò)濾嘴的材料中加入活性炭或沸石粉等吸附材料，以增強(qiáng)對(duì)有害物質(zhì)的吸附過(guò)濾效果。但是這樣單純的過(guò)濾和物理吸附很難達(dá)到理想的效果。
目前，在毒氣和有害氣體防護(hù)、食品工業(yè)的脫色精制、生活環(huán)境空氣凈化、水處理等技術(shù)領(lǐng)域，均迫切需要吸附和處理效果好的新材料來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。目前對(duì)于傳統(tǒng)活性炭纖維的吸附飽和失效問(wèn)題的解決，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)吸附操作條件(如吸附溫度、pH等)來(lái)延長(zhǎng)吸附，這種做法效果非常有限。對(duì)于再生，主要還是傳統(tǒng)的熱再生、酸堿再生、溶劑再生等，其中熱再生對(duì)吸附劑的損失較大，再生設(shè)備龐大等缺點(diǎn)；而酸堿再生、溶劑再生是針對(duì)具體的吸附質(zhì)的，不是光譜的再生方法，而且存在廢液處理的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是提供一種能對(duì)去除卷煙煙氣中的焦油、尼古丁、CO、苯、甲苯等物質(zhì)及其它有害物質(zhì)進(jìn)行吸附、處理的改性的活性炭纖維。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的改性的活性炭纖維，其特征在于以活性炭纖維(ACF)為基材，該基材上負(fù)載有納米二氧化鈦。
本發(fā)明的首要目的是提供一種用于制備上述改性的活性炭纖維的制備方法。
本發(fā)明提供的制備方法包括以下步驟一種權(quán)利要求1上述的改性的活性炭纖維的制備方法，本發(fā)明包括以下步驟a、在2～5％的硫酸鈦溶液中加入0.3％～0.5％的乙二醇單甲醚，攪拌均勻后加入活性炭纖維；b、加熱至75～85℃，再過(guò)1～1.5小時(shí)后加入碳酸氫氨飽和溶液以調(diào)節(jié)料液的pH值至5～6；c、取出后濾干，放入烘箱于120±5℃保溫1～2小時(shí)；d、在氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下置于馬弗爐中于400～500±10℃燒結(jié)1～1.5小時(shí)，冷卻至室溫后即得新型吸附劑。
由上述方案可知，本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，以近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型吸附材料-活性炭纖維(ACF)作為基材，負(fù)載納米二氧化鈦從而制造出一種性能優(yōu)異的新型吸附材料。
作為香煙濾材使用時(shí)，一方面它不僅可以有效去除卷煙煙氣中的焦油、尼古丁、CO、苯、甲苯、NOX、甲醛、烯醛類物質(zhì)，另一方面不改變卷煙香味，保持卷煙良好的口感。
此外，新型吸附材料還可廣泛應(yīng)用于毒氣和有害氣體防護(hù)、食品工業(yè)的脫色精制、生活環(huán)境空氣凈化、水處理等領(lǐng)域，能夠解決吸附飽和失效、再生困難等問(wèn)題。采用本發(fā)明制造的新型活性炭纖維既具有良好的吸附性能，又具有良好的光催化活性。這使得在進(jìn)行吸附時(shí)，可同時(shí)輔以光照，能夠提高吸附效率，推遲吸附劑的失效時(shí)間，減少再生次數(shù)；待吸附失效后，可通過(guò)光照對(duì)更換下來(lái)的吸附劑進(jìn)行徹底再生。這就較好地解決了活性炭纖維地吸附飽和失效，再生困難問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
在2～5％的硫酸鈦溶液中加入0.3％～0.5％的乙二醇單甲醚，攪拌均勻后加入活性炭纖維，加熱至75～85℃，1～1.5小時(shí)后加入碳酸氫氨飽和溶液以調(diào)節(jié)料液的pH值至5～6。取出后濾干，放入烘箱于120±5℃1～2小時(shí)恒溫1小時(shí)，在氮?dú)?常壓)保護(hù)的情況下置于馬弗爐中于400～500℃燒結(jié)1～1.5小時(shí)，冷卻至室溫后即得新型吸附劑。
采用本發(fā)明制造的新型活性炭纖維，應(yīng)用在卷煙降害方面，焦油可降低60～70％左右，煙堿可降低50～60％左右，CO、苯、甲苯、Nox及醛類物質(zhì)可降低60～70％左右。
采用本發(fā)明制造的新型活性炭纖維，應(yīng)用于水處理、環(huán)境空氣凈化方面，能夠提高吸附效率和吸附容量，延長(zhǎng)吸附時(shí)間4倍以上；再生時(shí)可采用光再生，具有能耗低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。其原理如下(1)吸附與光催化氧化同步進(jìn)行，既發(fā)揮了吸附劑的吸附性能，又發(fā)揮了納米二氧化鈦的光催化氧化作用，一些大分子被降解成小分子甚至礦化，這更有利于吸附劑吸附，并能夠推遲吸附劑的失效時(shí)間，減少再生次數(shù)，相當(dāng)于能夠顯著提高吸附容量。
(2)由于第一步的催化降解作用，被吸附的有機(jī)物部分已經(jīng)被降解成小分子甚至礦化，到再生階段時(shí)，更容易徹底再生，提高了再生效率。
由于光源可以是人工光源，也可以是太陽(yáng)光，能耗低且無(wú)二次污染。

權(quán)利要求
1.一種改性的活性炭纖維，其特征在于以活性炭纖維(ACF)為基材，該基材上負(fù)載有納米二氧化鈦。
2.一種權(quán)利要求1上述的改性的活性炭纖維的制備方法，本發(fā)明包括以下步驟a、在2～5％的硫酸鈦溶液中加入0.3％～0.5％的乙二醇單甲醚，攪拌均勻后加入活性炭纖維；b、加熱至75～85℃，再過(guò)1～1.5小時(shí)后加入碳酸氫氨飽和溶液以調(diào)節(jié)料液的pH值至5～6；c、取出后濾干，放入烘箱于120±5℃保溫1～2小時(shí)；d、在常壓氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下置于馬弗爐中于400～500±10℃燒結(jié)1～1.5小時(shí)，冷卻至室溫后即得新型吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及改性的活性炭纖維吸附材料及其制備方法，本發(fā)明是以活性炭纖維(ACF)為基材，其上負(fù)載有納米二氧化鈦；其制備方法主要步驟是在2～5％的硫酸鈦溶液中加入0.3％～0.5％的乙二醇單甲醚，攪拌并加入活性炭纖維；加熱后加入碳酸氫氨飽和溶液以調(diào)節(jié)料液的pH值至5～6；取出濾干并于烘箱保溫；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下燒結(jié)。本發(fā)明可以有效去除卷煙煙氣中的焦油、苯等有害成分，還可用于毒氣和有害氣體防護(hù)、生活環(huán)境空氣凈化及水處理等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D06M11/46GK1621586SQ20031010644
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月27日
發(fā)明者顧中鑄 申請(qǐng)人:安徽格菱環(huán)保股份有限公司