一種高效吸附室內(nèi)甲醛甲苯氣體的吸附材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高效吸附室內(nèi)甲醛甲苯氣體的吸附材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)空氣污染現(xiàn)象目前廣泛存在于居室等各種封閉的建筑物中，惡劣的室內(nèi)空 氣正在給人類的健康帶來嚴(yán)重危害。1997年在華盛頓召開的世界環(huán)境大會(huì)指出：室內(nèi)空 氣污染比室外空氣污染更嚴(yán)重。室內(nèi)空氣污染問題在世界許多國(guó)家都受到了高度重視，歐 洲、北美和日本等國(guó)家從20世紀(jì)80年代開展了室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的研宄工作。
[0003] 我國(guó)是一個(gè)癌癥高發(fā)病率的國(guó)家，幾乎五分鐘就有一個(gè)癌癥患者出現(xiàn)，據(jù)大量的 研宄報(bào)告，室內(nèi)裝修、家具、電器產(chǎn)生的有毒有害氣體是現(xiàn)在大部分癌癥誘發(fā)的主要原因， 現(xiàn)代人幾乎80~90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)空氣的質(zhì)量關(guān)乎著人們的健康，但是有毒 有害氣體不知不覺的破壞著我們的健康。
[0004] 室內(nèi)有毒有害氣體包括： 醛類（甲醛為主）：作為原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，從新陳代謝的層面影響人體健 康。低濃度甲醛會(huì)導(dǎo)致呼吸消化系統(tǒng)疾病，而高濃度的甲醛則有強(qiáng)致癌作用。甲醛易溶于 水和有機(jī)溶劑，易附著，溫度升高容易揮發(fā)。是長(zhǎng)期殘留在家具和家裝上緩慢揮發(fā)致癌的 有毒氣體之一； 苯和甲苯類：苯和甲苯是白細(xì)胞病變的元兇，會(huì)造成染色體病變，并且苯和甲苯屬于芳 香族化合物，苯環(huán)特別穩(wěn)定，在體內(nèi)不易分解，會(huì)嚴(yán)重影響身體健康。苯環(huán)類物質(zhì)主要來自 室內(nèi)使用的油漆涂料等； 放射性氡氣：放射性的氡氣來自于建筑材料或者建筑地基，會(huì)持續(xù)性的散發(fā)放射性氣 體，放射性氣體濃度過高會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變和基因突變，對(duì)孕婦、嬰幼兒影響尤其嚴(yán)重； 氨氮化合物：室內(nèi)的氨氮化合物主要為氨氣，氨氣會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)和粘膜系統(tǒng)造成破壞， 而室內(nèi)的氨氣主要是由建筑材料產(chǎn)生的。
[0005] 國(guó)內(nèi)外大多數(shù)關(guān)于室內(nèi)氣體吸附的研宄都局限于甲醛和甲苯等物質(zhì)上，對(duì)于氡氣 或氨氮化合物的吸附研宄相對(duì)較少，專利也并不多。專利CN201210408096. 6中所采用的也 是沸石但其改性采用的是氟硅處理，這種方法對(duì)于苯、甲苯類物質(zhì)吸附能力增強(qiáng)，但對(duì)于甲 醛、放射性氡氣等吸附性能提高并不明顯。專利CN201110023219. X中給出了一種金屬有機(jī) 骨架材料吸附室內(nèi)污染氣體，對(duì)于苯、甲苯、甲醛等具有比較好的吸附性能，但其合成復(fù)雜， 且價(jià)格昂貴，不具普遍適應(yīng)性。專利CN200910017520. 2中的方法是將幾種具有吸附不同物 質(zhì)的吸附劑按一定比例混合后起到吸附室內(nèi)污染氣體的吸附性能，并非是一種新型的吸附 材料。
[0006] 本發(fā)明相比較而言，ZSM-5,硅膠或者X分子篩的價(jià)格都比較廉價(jià)，且具有高的比 表面積以及多孔道結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕等特點(diǎn)，再加以金屬氧化物的改性使得其 對(duì)于室內(nèi)污染氣體不僅具有吸附能力，也具有分解防止解吸附性能。對(duì)于甲醛、苯、甲苯、氡 氣、氨氮化合物等的共同吸附也是本材料的一大特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)室內(nèi)甲醛和甲苯性能穩(wěn)定，吸附速率快，吸附容 量大的吸附材料(后面對(duì)有該種性能簡(jiǎn)稱吸附材料）的合成制備，并且將該吸附材料進(jìn)行吸 附速率和吸附容量的測(cè)定。
[0008] 本發(fā)明提出的一種高效吸附室內(nèi)甲醛、甲苯氣體的吸附材料，所述吸附材料以重 量份數(shù)計(jì)包含以下組分： (1) 以SiO2Al2O3摩爾比為50~500的ZSM-5分子篩、X氫型硅鋁沸石或者高比表面積 的硅膠中的一種作為吸附載體，占總質(zhì)量的80-95份； (2) 0. 75 ~ 5. 0份的堿金屬氧化物； (3) 0. 75 ~ 5. 0份的過渡金屬氧化物； (4) 其余為氧化物粘結(jié)劑，其總重量份數(shù)為100份。
[0009] 本發(fā)明中，所述堿金屬氧化物選自氧化鈉。
[0010] 本發(fā)明中，所述過渡金屬氧化物選自氧化鈷或者氧化鎳。
[0011] 本發(fā)明中，所述氧化物粘結(jié)劑選自二氧化硅溶膠。
[0012] 本發(fā)明中，所述吸附材料骨架結(jié)構(gòu)上負(fù)載有3% (重量）的堿金屬氧化物以及2. 5% (質(zhì)量）的過渡金屬氧化物。
[0013] 本發(fā)明中，所述的堿金屬氧化物通過堿金屬氧化物對(duì)應(yīng)的硝酸鹽或碳酸鹽負(fù)載在 分子篩載體上焙燒得到。
[0014] 本發(fā)明中，負(fù)載的過渡金屬氧化物是通過過渡金屬氧化物對(duì)應(yīng)的硝酸鹽負(fù)載在 分子篩載體焙燒得到。
[0015] 本發(fā)明提出的高效吸附室內(nèi)甲醛甲苯氣體的吸附材料的合成方法，具體步驟如 下： 1，吸附材料的載體合成：選擇ZSM-5分子篩、X分子篩的原粉，氧化鋁粉末或者硅溶膠 作為粘結(jié)劑，田菁粉作為擴(kuò)孔劑合成吸附劑的分子篩載體，氧化鋁作為粘結(jié)劑合成的分子 篩叫做氧化鋁型分子篩，其原料質(zhì)量比組成如下：分子篩原粉：氧化鋁：田菁粉=85:15:5合 成(其中田菁粉焙燒后轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸茧x開載體，因此比例超過100%)。硅溶膠作為粘結(jié)劑 的分子篩叫做硅溶膠型分子篩，其原料組成比如下：分子篩原粉：硅溶膠=70:30。本發(fā)明所 用的高比表面積硅膠為市場(chǎng)上可以采購到的A、B、C型大孔硅膠。
[0016] 2,吸附材料的負(fù)載制備：吸附材料的負(fù)載是在吸附材料的載體上采用直接浸漬 24h、超聲浸漬lh、抽真空至6xl(T6Pa后真空浸漬三種浸漬方法中的一種，浸漬堿金屬氧化 物鹽溶液后焙燒，再采用采用三種浸漬方法中的一種浸漬過渡金屬氧化物鹽溶液后焙燒的 方式進(jìn)行負(fù)載的，該過程順序可以顛倒，也可以采用混合后溶液浸漬后焙燒的方法制備。 按照焙燒后氧化物的量計(jì)算，浸漬的堿金屬的質(zhì)量為0-3%，浸漬的過渡金屬氧化物的量為 0· 5%-2· 5%〇
[0017] 3，吸附材料的吸附測(cè)定： 吸附材料對(duì)甲苯、甲醛的吸附容量的測(cè)試方法是，分別在1立方米玻璃箱中，用氮?dú)夤?泡形式，通入甲苯氣體和甲醛氣體，直到有害氣體濃度為lOOPpm，放入Ig待測(cè)吸附材料，吸 附到吸附材料吸附飽和為止，即達(dá)到吸附平衡，期間不停通入甲苯、甲醛氣體。
[0018] 本發(fā)明中，最佳的吸附材料載體是氧化鋁成型的ZSM-5分子篩和A型硅溶膠。 [0019] 本發(fā)明中，最佳的浸漬方法是直接浸漬堿金屬氧化物的鹽焙燒后真空浸漬過渡金 屬氧化物的鹽。
[0020] 本發(fā)明中材料制備配方中最佳的堿金屬選用氧化鈉，最佳含量為2%，最佳的過渡 金屬選用氧化鈷，最佳含量為1. 5%。
[0021] 本發(fā)明中，吸附材料對(duì)甲苯、甲醛的吸附速率測(cè)試方法是，分別在1立方米玻璃箱 中，用氮?dú)夤呐菪问?，通入甲苯氣體和甲醛氣體，直到有害氣體濃度為lOOPpm，放入Ig待測(cè) 吸附材料，吸附一段時(shí)間(本發(fā)明按照一小時(shí)計(jì)算)，計(jì)算單位質(zhì)量吸附材料的吸附速率的 計(jì)算方法如下：
吸附材料對(duì)甲苯、甲醛的吸附容量的測(cè)試方法是，分別在1立方米玻璃箱中，用氮?dú)夤?泡形式，通入甲苯氣體和甲醛氣體，直到有害氣體濃度為lOOPpm，放入Ig待測(cè)吸附材料，吸 附到吸附材料吸附飽和為止，即達(dá)到吸附平衡，期間不停通入甲苯、甲醛氣體，飽和吸附量 的計(jì)算方式如下：
本發(fā)明的