[發明專利]一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法

無效

• 申請號: 200710066277.4
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101224382A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 彭金輝;錢天才;周烈興;張利波;王紹華;曲雯雯;張正勇;李瑋;張澤彪;郭勝惠;張世敏;解瑞;劉秉國
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01D53/72
• 分類號: B01D53/72;B01D53/04;B01D53/86
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所
• 代理人: 程韻波

一、技術領域

本發明涉及一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法，屬于冶金化工制備技術領域。

二、背景技術

在醋酸乙烯合成工業中，產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。本發明涉及的復合凈化劑就是采用這些廢棄的含鋅活性炭經過再處理后制成，其主要由活性炭和氧化鋅微晶構成。

新居裝修裝飾和日常中忽視了高分子材料降解、油漆、涂料、建材等緩慢釋放的甲醛等有害氣體，根據專業檢測機構統計的數據，對新裝修的房屋甲醛超標率達到90％以上，長期處在這樣的環境中，影響人們的健康，甚至會誘發各種惡性腫瘤。因此室內環境空氣的質量越來越受到人們的關注，室內環境空氣凈化處理已受到環境工作者的重視。

活性炭吸附法和二氧化鈦光催化法是室內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。室內甲醛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，因其表面缺少對甲醛有吸附和降解作用的官能團，在室內空氣凈化中容易達到飽和，因此采用普通活性炭吸附室內低濃度的甲醛的效果差；采用單一的光催化劑，容易造成粉體的團聚，導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，需要在相應光波長范圍內照射時，才能起到去除作用，從而降低了光催化劑在室內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空氣中甲醛等有害氣體，存在著凈化不徹底、成本較高、持續周期短、可循環性差等問題，限制了其推廣和應用。

本發明的復合凈化劑是一種用于室內空氣中甲醛等有害氣體吸附和催化的復合的氣體凈化劑，因在活性炭中負載納米氧化鋅，避免了粉體的團聚，同時保持了活性炭的孔結構，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，且無副作用的室內空氣復合凈化劑。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種用于去除空氣中甲醛的復合凈化劑的制備方法，以含鋅量為5～10％的廢活性炭為原料，通過分解、氧化、活化、重結晶處理，使廢活性炭活化再生，同時改變廢活性炭中鋅的化合狀態，使原來鋅的化合物轉變為氧化鋅，本發明對空氣中甲醛的降解率達到90％以上。

發明按以下技術方案實施：

1、原料制備：以含鋅重量百分比為5～10％的廢活性炭為原料，例如生產醋酸乙烯時廢棄的載醋酸鋅活性炭廢觸媒，將其破碎為粒度0.7～0.05mm。

2、焙燒分解：原料放入焙燒爐中，升溫至80～250℃溫度段時，控制升溫速率為50～100℃/min，并在250℃時保溫80～120min，在該過程中保持爐膛內為負壓，其目的在于使吸附在活性炭內部的醋酸鋅快速的分解，產生的醋酸迅速從活性炭的孔中解析出，打開活性炭的孔道，使活性炭產生部分孔隙；

3、摻雜活化：升溫至250～400℃溫度段時，控制升溫速率為5～10℃/min，在該過程中通入氨氣，氣體流量為10～30ml/min，在400℃時保溫180～240min，其目的在于使活性炭中醋酸鋅分解產生的氧化鋅重結晶，形成晶型為纖鋅礦結構的Zn_(1+X)O，通入氨氣使活性炭表面含氮的官能團(胺基、亞胺基、芳香族胺、氰基、質子化的氨基化合物等結構的表面官能團)增加，有利于吸附弱極性的甲醛；

4、表面改性：在400～600℃溫度段時，控制升升溫速率為5～10℃/min，并在600℃時通入氨氣，控制氣體流量為20～40ml/min，通入氨氣的時間為200～240min，其目的在于使活性炭中醋酸鋅分解產生的氧化鋅重結晶，形成晶型為纖鋅礦結構的Zn_(1+X)O，增加了活性炭的光催化功能，同時也對活性炭進行了氧化鋅的摻雜，提高了活性炭的吸附性能，通入氨氣使活性炭表面含氮的官能團(嘧啶、質子化的嘧啶等結構的表面官能團)增加，有利于吸附弱極性的甲醛，同時對活性炭再次活化，提高活性炭的孔隙率；

5、表面改性結束后，在氮氣氣分中以20～50℃/min的冷卻速度冷卻到室溫即可得到該復合凈化劑。