[發(fā)明專利]改性膨脹石墨的制備方法及對甲醛氣體處理方面的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810019625.7
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN101239304A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志剛;孫力學(xué);趙曉兵;付猛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及改性膨脹石墨的制備及其應(yīng)用領(lǐng)域，特指一種改性膨脹石墨的制備方法及其在甲醛氣體處理方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

膨脹石墨是一種廉價而用途極廣的材料，廣泛應(yīng)用于密封材料、導(dǎo)電材料、吸附材料、阻燃防火材料、催化材料、醫(yī)學(xué)材料等，尤其是在廢液、廢氣的處理上。隨著環(huán)境污染的日益加重，對環(huán)保材料的要求也越來越高，因此，吸附材料不能局限在傳統(tǒng)的處理能力上，對傳統(tǒng)的材料進(jìn)行改性，提高處理廢氣廢液的能力成為近年來研究的熱點(diǎn)。隨著人們生活水平的提高，大量裝飾材料的使用，使室內(nèi)有機(jī)物污染越來越嚴(yán)重，主要是甲醛和三苯(苯、甲苯、二甲苯)。傳統(tǒng)的吸附材料主要有活性炭、活性炭纖維、沸石等，這些吸附材料吸附能力較差。膨脹石墨以其特有的大中孔為主的孔結(jié)構(gòu)為在孔內(nèi)形成多分子層吸附乃至凝聚提供了條件，更兼有膨脹石墨的孔通透性好，處理速度快，因此，可以替代傳統(tǒng)的吸附材料。有關(guān)改性膨脹石墨對甲醛氣體的處理還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將用天然鱗片石墨所制得的膨脹石墨用氨水進(jìn)行表面改性。通過優(yōu)化膨脹石墨與氨水的比例，浸漬時間，烘干溫度及烘干等工藝參數(shù)來使膨脹石墨表面負(fù)載含氮官能團(tuán)。

本發(fā)明具體工藝過程是：取制備的膨脹石墨浸泡在一定比例的氨水中，一定時間后過濾、烘干。其中膨脹石墨和氨水的比例為9∶1～9∶3，浸漬時間為3～9h，烘干溫度為100～150℃，烘干，取出冷卻，即得到改性膨脹石墨。將所制得的改性膨脹石墨用于對甲醛的靜態(tài)和動態(tài)吸附。

本發(fā)明制備出的改性膨脹石墨是經(jīng)過氨水浸漬的膨脹石墨，氨水對膨脹石墨表面具有蝕刻作用，使比表面積增加，增加了表面的活性，使吸附質(zhì)在孔內(nèi)發(fā)生多分子層吸附乃至發(fā)生凝聚。

甲醛含有羰基極性基團(tuán)，為極性吸附質(zhì)，而膨脹石墨為表面非極性的非極性吸附劑，對極性吸附質(zhì)的吸附能力較低，氨水改性后的膨脹石墨在膨脹石墨表面引入了含氮官能團(tuán)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：經(jīng)過堿性溶液改性后的膨脹石墨提高了孔容，增加了表面活性，表面負(fù)載了豐富的官能團(tuán)，因此提高了對甲醛的吸附能力，可用于室內(nèi)空氣的凈化。

附圖說明

圖1改性前后膨脹石墨孔結(jié)構(gòu)的SEM照片

圖2改性前后膨脹石墨和活性炭對甲醛的靜態(tài)吸附曲線

圖3改性前后膨脹石墨對甲醛的動態(tài)吸附曲線

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：將天然鱗片石墨經(jīng)過去離子水清洗數(shù)次至中性，烘干，采用二次氧化法進(jìn)行氧化、插層反應(yīng)，洗滌、烘干，制得膨脹石墨。將制得的膨脹石墨用氨水進(jìn)行表面改性，膨脹石墨和氨水的比例為9∶1，浸泡時間為3h，去離子水洗滌至中性、100℃烘干，制得改性膨脹石墨。將制得的改性膨脹石墨在室溫下對甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)320mg/g。

實(shí)施例2：按照實(shí)施例1中所述的制備方法，將膨脹石墨和氨水的比例改為9∶2，浸泡時間改為6h，去離子水洗滌至中性、120℃烘干，制得改性膨脹石墨。將制得的改性膨脹石墨在室溫下對甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)1000mg/g。

實(shí)施例3：按照實(shí)施例1中所述的制備方法，將膨脹石墨和氨水的比例改為9∶3，浸泡時間改為9h，去離子水洗滌至中性、150℃烘干，制得改性膨脹石墨。將制得的改性膨脹石墨在室溫下對甲醛氣體進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，最大吸附量可達(dá)400mg/g。

對比例：將采用二次氧化法制得的膨脹石墨經(jīng)過最佳改性工藝進(jìn)行表面改性，膨脹石墨改性前后對甲醛的靜態(tài)和動態(tài)吸附性能見附圖2和附圖3。