專利名稱：一種用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方法，屬于冶 金化工制備技術(shù)領(lǐng)域。二、 背景技術(shù)在醋酸乙烯合成工業(yè)中，產(chǎn)生大量負載有醋酸鋅活性炭的廢觸媒，而這些 失活的活性炭以廢渣被廢棄。本發(fā)明涉及的復(fù)合凈化劑就是采用這些廢棄的含 鋅活性炭經(jīng)過再處理后制成，其主要由活性炭和氧化鋅微晶構(gòu)成。新居裝修裝飾和日常中忽視了高分子材料降解、油漆、涂料、建材等緩慢 釋放的苯系物等有害氣體。根據(jù)專業(yè)檢測機構(gòu)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，對新裝修的房屋苯 系物超標率達到85%以上，長期處在這樣的環(huán)境中，影響人們的健康，甚至?xí)?誘發(fā)各種惡性腫瘤。因此室內(nèi)環(huán)境空氣的質(zhì)量越來越受到人們的關(guān)注，室內(nèi)環(huán) 境空氣凈化處理已受到環(huán)境工作者的重視?；钚蕴课椒ê投趸伖獯呋ㄊ鞘覂?nèi)空氣凈化中常采用的方法，但目前都是采用普通活性炭來吸附去除，或是單一的光催化劑來催化降解。室內(nèi)苯 系物等有害物具有以低濃度以及長期存在和緩釋的的特征，采用普通活性炭作為吸附劑時，因其表面缺少對苯系物有吸附和降解作用的官能團，在室內(nèi)空氣 凈化中容易達到飽和，因此采用普通活性炭吸附室內(nèi)低濃度的苯系物的效果差; 采用單一的光催化劑，容易造成粉體的團聚，導(dǎo)致失去光催化的功效，達不到 去除目的,加之在使用光催化劑時有一定的條件限制，需要在相應(yīng)光波長范圍內(nèi) 照射時，才能起到去除作用，從而降低了光催化劑在室內(nèi)空氣凈化中的使用功 效。因此，只采用普通活性炭或單一光催化劑的方法都不能從根本上消除室內(nèi) 空氣中苯系物等有害氣體，存在著凈化不徹底、成本較高、持續(xù)周期短、可循 環(huán)性差等問題，限制了其推廣和應(yīng)用。本發(fā)明的復(fù)合凈化劑是一種用于室內(nèi)空氣中苯系物等有害氣體吸附和催化的復(fù)合氣體凈化劑，因在活性炭中負載納米氧化鋅，對活性炭進行了改性，使 其表面有多種對苯系物有吸附和降解作用的官能團，不僅超越了普通活性炭的 功效，而且也具備了光催化的功效，克服了目前使用普通活性炭和單一使用光 催化劑的不足，是一種使用方便、凈化效果好，且無副作用的室內(nèi)空氣復(fù)合凈 化劑。三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方 法，以含鋅重量百分比為5~10%的廢話性炭為原料，通過分解、摻雜、活化、 改性處理，使廢活性炭活化再生，同時改變廢活性炭中鋅的化合狀態(tài)，使活性 炭表面形成有多種對苯系物有吸附和降解作用的官能團，本發(fā)明對空氣中苯系 物的降解率達到90~100%。本發(fā)明按以下步驟完成1、 原料制備以含鋅重量百分比為5~10%的廢活性炭為原料，將其破碎為 粒度0.7~0.05mm。2、 焙燒分解原料放入焙燒爐中，在80 25(TC溫度段時，控制升溫速率 為50-100°C/min，在250'C時保溫80 120min，保持爐膛內(nèi)為負壓，其目的在 于使吸附在廢活性炭內(nèi)部的醋酸鋅的分解，產(chǎn)生的醋酸迅速從活性炭的孔中解 析出來，打開活性炭的孔道，使活性炭產(chǎn)生部分孔隙；3、 摻雜活化在250 卯0'C溫度段時，升溫速率為5~10°C/min，在該過程 中通入氮氣，氣體流量為10~30ml/min，在卯(TC時保溫60 120min,通入氮氣 其目的在于產(chǎn)生含氮官能團(氨基化合物、芳香族胺、嘧啶、氰基、質(zhì)子化的 氨基化合物、質(zhì)子化的嘧啶等)，90(TC時保溫60~120min其目的在于使醋酸 鋅分解時留在活性炭孔中的部分氧化鋅揮發(fā)出來，起到對活性炭的刻蝕作用， 產(chǎn)生更多的孔道，使活性炭得到活化，留在活性炭孔隙中的納米氧化鋅起到摻 雜的作用，改善活性炭的吸附性能，同時具備了光催化的功效；4、 表面改性在900 1000。C溫度段時，升溫速率為10~30°C/min，并在 IOO(TC時通入氫氣，控制氫氣流量為30~60ml/min,氫氣通入的時間為 250 320min,通入氫氣其目的在于使活性炭再次活化，產(chǎn)生發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，同時使活性炭的表面生成吡喃酮或類吡喃酮等結(jié)構(gòu)為主的堿性官能團，使活性 炭活化并對其表面進行改性處理；5、過程結(jié)束時，在氮氣氣氛中以50 80'C/min的冷卻速度冷卻到室溫，即可得到該復(fù)合凈化劑。復(fù)合凈化劑的特征如下氧化鋅含量(質(zhì)量比)為2~5%;活性炭表面有 豐富的堿性官能團(吡喃酮或類吡喃酮結(jié)構(gòu)等)和含氮官能團(氨基化合物、 芳香族胺、嘧啶、氰基、質(zhì)子化的氨基化合物、質(zhì)子化的嘧啶等)；氧化鋅的 晶型為纖鋅礦結(jié)構(gòu)的Zn(1+x)0，摻雜氧化鋅的改性活性炭；活性炭的比表面積 為950~1300m2/g，碘吸附值為900~1200mg/g。與公知技術(shù)相比具有的優(yōu)點及積極效果(1) 本發(fā)明是以廢棄的活性炭為原料，制成氣體吸附劑(活性炭與氧化鋅 復(fù)合材料)時省去了活性炭負載化合物的復(fù)雜工藝，不僅節(jié)約了成本，簡化了 制作技術(shù)，而且是對資源的再次綜合利用，同時促進生產(chǎn)醋酸乙烯工業(yè)的持續(xù) 發(fā)展。(2) 本產(chǎn)品將活性炭的吸附性能和氧化鋅催化性能結(jié)合在一起，通過改性 和摻雜使活性炭表面形成有多種對苯系物有吸附和降解作用的堿性官能團(吡 喃酮或類吡喃酮結(jié)構(gòu))，可以對弱極性或非極性的苯系物等有害氣體有很高的 去除效率。(3) 本復(fù)合凈化劑符合室內(nèi)空氣污染物存在長期性、釋放周期長等特點， 進行適時的吸附，為使用者提供一種使用方便、價格便宜、操作簡單、凈化效 果好、不會帶來二次污染的室內(nèi)空氣復(fù)合吸附劑。四具體實施方式
實施例1復(fù)合凈化劑制備將生產(chǎn)醋酸乙烯時載醋酸鋅活性炭廢觸媒破碎為粒度 0.7~0.05mm后入焙燒在80 250'C溫度段時，升溫速率為80°C/min，并在250 。C時保溫120min，在該過程中保持爐膛內(nèi)為負壓；在250 900。C溫度段時，升 溫速率為1(TC/min，在該過程中通入氮氣，氣流量為15ml/min,在900。C時保 溫。Omin;在900 100(TC溫度段時，升溫速率為10°C/min，并在1000。C時通入氫氣，保證氫氣流量為35ml/min，通入的時間為320min;過程結(jié)束時，在氮 氣氣氛中以8(TC/min的冷卻速度冷卻到室溫即可得到該復(fù)合凈化劑。新購買的數(shù)部某品牌轎車，在經(jīng)過12h的靜置后，通過有關(guān)部門檢測，車 內(nèi)的苯系物檢測值為0.8~2.0mg/m3，通過更換車內(nèi)使用的凈化器活性炭濾芯為 本復(fù)合凈化劑，結(jié)果lh吸附后，車內(nèi)苯系物的濃度為0~0.1mg/m3，對車內(nèi)苯 系物的去除率超過98%。實施例2復(fù)合凈化劑制備以含鋅量為10%的廢活性炭為原料放入焙燒爐中，在 80 250'C溫度段時，升溫速率為80°C/min，并在25(TC時保溫120min，在該過 程中保持爐膛內(nèi)為負壓；在250 90(TC溫度段時，升溫速率為10°C/min，在該 過程中通入氮氣，氣流量為15ml/min，在900'C時保溫120min;在900~1000 'C溫度段時，升溫速率為l(TCAnin，并在IOO(TC時通入氫氣，保證氫氣流量為 3Sml/min，通入的時間為320min;過程結(jié)束時，在氮氣中以60°C/min的冷卻 速度冷卻到室溫即可得到該復(fù)合凈化劑。新裝修的某政府辦公室，使用面積為120m2，通過有關(guān)部門檢測，苯系物 的濃度為1.84mg/r^,在室內(nèi)多處放置本復(fù)合凈化劑1000g，經(jīng)過一周的使用后， 復(fù)檢該室內(nèi)的苯系物濃度為0mg/m3，去除率達到100%，已經(jīng)到達國標要求。
權(quán)利要求
1、一種用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方法，其特征在于發(fā)明按以下步驟實施，(1)、原料制備以含鋅重量百分比為5～10％的廢活性炭為原料，將其破碎為粒度0.7～0.05mm；(2)、焙燒分解破碎后原料放入焙燒爐中，升溫在80～250℃溫度段時，控制升溫速率為50～100℃/min，在250℃時保溫80～120min，保持爐膛內(nèi)為負壓；(3)、摻雜活化在250～900℃溫度段時，控制升溫速率為5～10℃/min，在該過程中通入氮氣，氣體流量為10～30ml/min，在900℃時保溫60～120min；(4)、表面改性在900～1000℃溫度段時，控制升溫速率為10～30℃/min，并在1000℃時通入氫氣，控制氫氣流量為30～60ml/min，氫氣通入的時間為250～320min；(5)、表面改性結(jié)束后，在氮氣氣氛中以50～80℃/min的冷卻速度冷卻到室溫即可得到產(chǎn)品復(fù)合凈化劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方 法，其特征在于所述的原料為生產(chǎn)醋酸乙烯時載有醋酸鋅的活性炭廢觸媒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于去除空氣中苯系物的復(fù)合凈化劑的制備方法，屬于冶金化工制備技術(shù)領(lǐng)域。適用于凈化現(xiàn)代家裝中的有機揮發(fā)物等多種有害氣體。本復(fù)合凈化劑以含鋅量為5～10％的廢活性炭為原料，通過分解、摻雜、活化、改性處理，使廢活性炭活化再生，同時改變廢活性炭中鋅的化合狀態(tài)，使活性炭表面形成多種對苯系物有吸附和降解作用的官能團，能適應(yīng)室內(nèi)空氣污染物存在的長期性、釋放周期長等特點，對弱極性或非極性的苯系物等有害氣體去除率達到98％以上。
文檔編號B01D53/72GK101224383SQ200710066278
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者劉秉國, 周烈興, 張世敏, 張利波, 張正勇, 張澤彪, 彭金輝, 曲雯雯, 瑋 李, 王紹華, 瑞 解, 郭勝惠, 錢天才 申請人:昆明理工大學(xué)