[發明專利]一種用于去除空氣中有機揮發物的復合凈化劑的制備方法

無效

• 申請號: 200710066279.3
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101224377A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 彭金輝;周烈興;張利波;張正勇;張澤彪;曲雯雯;錢天才;王紹華;李瑋;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: B01D53/44
• 分類號: B01D53/44;B01D53/72;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有機揮發物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、建材等緩慢釋放的有機揮發物(VOCs)等有害氣體，根據專業檢測機構統計的數據，對新裝修的房屋有機揮發物超標率達到80％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。室內有機揮發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，因其表面缺少對有機揮發物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有機揮發物的效果差；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有機揮發物等有害氣體，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VOCs等有害氣體吸附和催化的復合氣體凈化劑，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VOCs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有機揮發物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、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，使活性炭表面形成多種對VOCs有吸附和降解作用的官能團，以去除或降解空氣中有機揮發物，去除率達到95～100％。

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，在80～250℃溫度段時，控制升溫速率為50～100℃/min，在250℃時保溫80～120min，保持爐膛內為負壓，其目的在于使吸附在廢活性炭內部的醋酸鋅的分解，產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，使活性炭產生部分孔隙；

3、摻雜活化：升溫至250～950℃溫度段時，控制升溫速率為40～80℃/min，在該過程中通入氮氣為保護氣，氮氣流量為5～20ml/min，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出來，起到對活性炭的刻蝕作用，產生更多的孔道，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950℃時改通水蒸汽，保證水蒸氣流量為0.8～1.5g/min，水蒸汽通入的時間為360～420min，其目的在于使活性炭進一步活化，產生發達的孔隙結構，同時使活性炭的表面改性，生成酚羥基、羧基、內酯基、醌基、羧酐、內酯基型羰基、醚基、吡喃酮或類吡喃酮等結構的表面官能團；

5、表面改性結束后，在氮氣氣分中以100～130℃/min的冷卻速度冷卻到室溫即可得到產品復合凈化劑。經過包裝后可直接在環境凈化工程中使用。

本產品特征如下：氧化鋅含量高，活性炭表面具有酚羥基、羧基、內酯基、醌基、羧酐、內酯基型羰基、醚基、吡喃酮或類吡喃酮等結構的表面官能團，活性炭的比表面積為900～1000m²/g，碘吸附值為800～1100mg/g。

與公知技術相比具有的優點及積極效果：

(1)本發明是以廢棄的活性炭為原料，制成氣體吸附劑時省去了活性炭負載化合物的復雜工藝，資源得以再次利用，促進了醋酸乙烯工業的生產。