本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種分解有害氣體的復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展和社會(huì)各個(gè)層面環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，活性炭被廣泛運(yùn)用于環(huán)保、食品、農(nóng)業(yè)、催化劑應(yīng)用、電極材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域?；钚蕴慨a(chǎn)品的市場需求與日俱增的同時(shí)，成本因素卻限制了活性炭的應(yīng)用。因此，尋求價(jià)格低廉且儲(chǔ)備量大的原材料、改進(jìn)活性炭的制備工藝是節(jié)約成本、推廣活性炭生產(chǎn)應(yīng)用的有效途徑。
活性炭廣泛應(yīng)用于氣相和液相的脫色、分離、精制等方面。用于糖液脫色是活性炭的主要用途之一，該品種活性炭的用量大。但是工業(yè)上用水蒸氣等物理活化法所生產(chǎn)的活性炭通常不具有焦糖脫色效果，即不能應(yīng)用于焦糖脫色?，F(xiàn)有活性炭對(duì)室內(nèi)空氣污染如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等的吸附效果差，處理后甲醛等有機(jī)物只是物理吸附在活性炭上，不利于再次利用，對(duì)甲醛等有機(jī)物無去除效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種分解有害氣體的復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下按照重量份的原料組成：蛇紋巖13-21份、活性炭20-30份、衣康酸5-10份、鈦酸丁酯3-7份、乙醇22-30份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下按照重量份的原料組成：蛇紋巖15-19份、活性炭22-28份、衣康酸7-9份、鈦酸丁酯4-6份、乙醇24-28份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下按照重量份的原料組成：蛇紋巖17份、活性炭25份、衣康酸8份、鈦酸丁酯5份、乙醇25份。
一種分解有害氣體的復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
1)將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.5-4.8倍的去離子水混合，制得混合溶液b；
2)將蛇紋巖粉碎、過120-200目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至48-52℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.2-1.5h，制得蛇紋巖預(yù)處理料；
3)將活性炭粉碎、過100-150目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至66-70℃，并在該溫度下攪拌處理50-60min，制得活性炭預(yù)處理料；
4)將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合，30-60min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理20-30min，然后升溫至60-65℃并在該溫度下攪拌處理1.2-1.5h，然后升溫至72-75℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料；
5)將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫45-50min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫50-60min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟2)中，攪拌速度為100-150r/min。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟3)中，攪拌速度為180-200r/min。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟4)中，邊攪拌邊緩慢混合時(shí)的攪拌速度為400-500r/min。
本發(fā)明另一目的是提供所述復(fù)合材料在分解有害氣體處理中的應(yīng)用。
本發(fā)明另一目的是提供所述復(fù)合材料在焦糖脫色處理中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明采用上述原料、經(jīng)過上述制備工藝制得的復(fù)合材料，比表面積、孔容積增加，對(duì)焦糖具有優(yōu)異的脫色性能，脫色率高達(dá)125％，而且本發(fā)明還對(duì)甲醛、苯類有害氣體及揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行氧化降解，效果顯著，可重復(fù)多次使用。本發(fā)明制備工藝簡單，強(qiáng)度高、耐水性好，重復(fù)利用率高，安全環(huán)保，降低生產(chǎn)成本，適于大規(guī)模推廣。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下原料組成：蛇紋巖13kg、活性炭20kg、衣康酸5kg、鈦酸丁酯3kg、乙醇22kg。
將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.5倍的去離子水混合，制得混合溶液b。將蛇紋巖粉碎、過120目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至48℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.2h，攪拌速度為100r/min，制得蛇紋巖預(yù)處理料。將活性炭粉碎、過100目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至66℃，并在該溫度下攪拌處理50min，攪拌速度為180r/min，制得活性炭預(yù)處理料。將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合(攪拌速度為400r/min)，30min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理20min，然后升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理1.2h，然后升溫至72℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料。將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫45min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫50min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下原料組成：蛇紋巖21kg、活性炭30kg、衣康酸10kg、鈦酸丁酯7kg、乙醇30kg。
將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得混合溶液b。將蛇紋巖粉碎、過200目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至52℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.5h，攪拌速度為150r/min，制得蛇紋巖預(yù)處理料。將活性炭粉碎、過150目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理60min，攪拌速度為200r/min，制得活性炭預(yù)處理料。將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合(攪拌速度為500r/min)，60min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理30min，然后升溫至65℃并在該溫度下攪拌處理1.5h，然后升溫至75℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料。將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫50min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫60min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下原料組成：蛇紋巖15kg、活性炭22kg、衣康酸7kg、鈦酸丁酯4kg、乙醇24kg。
將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.6倍的去離子水混合，制得混合溶液b。將蛇紋巖粉碎、過150目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至50℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.3h，攪拌速度為100-150r/min，制得蛇紋巖預(yù)處理料。將活性炭粉碎、過120目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至68℃，并在該溫度下攪拌處理55min，攪拌速度為190r/min，制得活性炭預(yù)處理料。將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合(攪拌速度為450r/min)，45min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理25min，然后升溫至62℃并在該溫度下攪拌處理1.4h，然后升溫至72℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料。將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫48min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫55min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下原料組成：蛇紋巖19kg、活性炭28kg、衣康酸9kg、鈦酸丁酯6kg、乙醇28kg。
將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.6倍的去離子水混合，制得混合溶液b。將蛇紋巖粉碎、過150目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至50℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.3h，攪拌速度為100-150r/min，制得蛇紋巖預(yù)處理料。將活性炭粉碎、過120目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至68℃，并在該溫度下攪拌處理55min，攪拌速度為190r/min，制得活性炭預(yù)處理料。將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合(攪拌速度為450r/min)，45min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理25min，然后升溫至62℃并在該溫度下攪拌處理1.4h，然后升溫至72℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料。將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫48min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫55min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中，一種分解有害氣體的復(fù)合材料，由以下原料組成：蛇紋巖17kg、活性炭25kg、衣康酸8kg、鈦酸丁酯5kg、乙醇25kg。
將鈦酸丁酯與乙醇混合，制得混合溶液a；將衣康酸與其質(zhì)量4.6倍的去離子水混合，制得混合溶液b。將蛇紋巖粉碎、過150目篩，然后與混合溶液a混合，升溫至50℃，并在該溫度下密封攪拌處理1.3h，攪拌速度為100-150r/min，制得蛇紋巖預(yù)處理料。將活性炭粉碎、過120目篩，然后與混合溶液b混合，升溫至68℃，并在該溫度下攪拌處理55min，攪拌速度為190r/min，制得活性炭預(yù)處理料。將蛇紋巖預(yù)處理料與活性炭預(yù)處理料邊攪拌邊緩慢混合(攪拌速度為450r/min)，45min的時(shí)間中混合完畢，繼續(xù)攪拌處理25min，然后升溫至62℃并在該溫度下攪拌處理1.4h，然后升溫至72℃并在該溫度下攪拌至干，制得混合料。將混合料置入馬弗爐中，以8℃/min的升溫速度升溫至180℃，并在該溫度下保溫48min，然后以12℃/min的升溫速度升溫至380℃，并在該溫度下保溫55min，然后降溫至室溫即得復(fù)合材料。
對(duì)比例1
將所有原料直接混合后制得混合料，烘干置入馬弗爐中煅燒及其它均與實(shí)施例5一致。
對(duì)比例2
在制備過程中除不含鈦酸丁酯外，其它均與實(shí)施例5一致。
本發(fā)明具有分解苯、甲苯和二甲苯、甲醛的功效，具體描述如下所示。
材料：實(shí)施例5
檢測設(shè)備：大氣采樣器、分光光度計(jì)
檢測依據(jù)：gb11737-89《居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法氣相色譜法》
試驗(yàn)方法：
1、對(duì)某正常居室進(jìn)行效果檢測。面積80m2，室內(nèi)板式家具、沙發(fā)、地板、油漆墻面和頂面，檢測前空間封閉24小時(shí)苯、甲苯或二甲苯濃度，檢測經(jīng)過施工后空間封閉24小時(shí)苯、甲苯或二甲苯濃度，進(jìn)行前后對(duì)比計(jì)算。
2、治理方法：將本發(fā)明實(shí)施例5復(fù)合材料5g置入該空間中，將空間進(jìn)行封閉，24小時(shí)后進(jìn)行檢測。
3、檢測結(jié)果如表2所示。此外，還對(duì)含有甲醛的空間進(jìn)行上述試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。
表1
經(jīng)檢測，本發(fā)明對(duì)于室內(nèi)苯、甲苯、二甲苯、甲醛的去除效果為95.8％，97.6％，98.0％，99.7％。對(duì)經(jīng)上述去除過程的復(fù)合材料進(jìn)行檢測，經(jīng)檢測其內(nèi)部含有的苯、甲苯、二甲苯、甲醛含量很低，說明本發(fā)明是對(duì)苯、甲苯、二甲苯、甲醛具有分解的作用。
其它實(shí)施例1-4對(duì)苯、甲苯、二甲苯、甲醛的去除效果均在90％以上，且實(shí)施例3-4較優(yōu)，均在93％以上。對(duì)比例1-2的去除效果卻較差，對(duì)比例1對(duì)對(duì)苯、甲苯、二甲苯去除效果均在60％以下，對(duì)比例1對(duì)苯、甲苯、二甲苯去除效果均在45％以下，甲醛去除效果在70％以下。
為驗(yàn)證本發(fā)明的焦糖脫色效果，進(jìn)行以下試驗(yàn)。結(jié)果如表2所示。
表2實(shí)施例1-5與對(duì)比例1-2中各復(fù)合材料的性能參數(shù)
注：表中“/”表示不能檢測到該值。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。