[發明專利]用于從空氣中分離甲醛的吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910091748.6
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101642698B
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 朱天樂;葉志紅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于空氣凈化處理技術領域，具體涉及一種從空氣中高效分離甲醛，而且不會產 生二次污染的吸附劑及其制備方法。

技術背景

甲醛廣泛存在于空氣環境之中，尤其是建筑物室內，以及航天器、潛艇、地鐵等密閉、 半密閉艙室，是有限空間環境的最主要空氣污染物之一。甲醛的來源比較復雜，主要包括脲 醛/酚醛樹脂膠人造板，如膠合板、細木工板、中密度纖維板和刨花板；含有甲醛的裝飾材料， 如貼墻紙、涂料、膠粘劑、尿素-甲醛泡沫絕緣材料和塑料地板；散發甲醛的室內和艙內陳列 和裝飾用品，如家具、化纖地毯和泡沫塑料；燃燒散發甲醛的材料，如家用燃料燃燒、香煙 燃燒；生活用品，如化妝品、清潔劑、防腐劑、油墨和紡織纖維。

甲醛對人體健康的影響主要表現在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和 免疫功能異常等方面。長期接觸低濃度甲醛會引起慢性呼吸道疾病，鼻咽癌、結腸癌、腦癌、 月經紊亂、細胞核的基因突變、妊娠綜合癥、白血病、記憶力和智力下降等。在所有接觸者 中，兒童、孕婦和老人對甲醛尤為敏感，危害也更大。國際癌癥研究組織已建議將其作為可 疑致癌物對待。

目前，對于有限空間空氣中低濃度甲醛的處理，主要采用低溫催化氧化、吸附、光催化 和低溫等離子體氧化等方法處理。研究表明，低溫催化氧化可有效氧化甲醛為二氧化碳和水， 但是，當甲醛與苯系物共存時，需要采用低溫催化之外的其它方法來解決苯系物的凈化處理 問題，這勢必使處理系統的投資和運行費用增加，維護管理難度增大。

吸附主要采用多孔的金屬氧化物和非金屬氧化物材料來吸附分離氣相低濃度的甲醛，由 于這些吸附材料孔體積和比表面積有限，因而吸附容量較低，使用壽命很短。同時，當甲醛 與苯系物共存時，同樣需要采用其它方法來解決苯系物的凈化處理問題，從而帶來處理系統 復雜、投資和運行費用高、維護管理難度大等問題。

低溫等離子體氧化兼具凈化甲醛和苯系物的效果，但是，處理能耗較高，而且僅僅依靠 低溫等離子體氧化處理時，由于氧化不徹底，會形成有害中間產物，同時，若采用放電方法 產生低溫等離子體，也會形成臭氧和二氧化氮等有害放電產物。

光催化氧化效率較低，而且氧化不徹底，也會生成其他有害的不完全氧化產物，引起二 次污染。另外，當甲醛與苯系物共存時，不僅需要采用其它方法來解決苯系物的凈化處理問 題，而且苯系物還可能引起光催化劑中毒。

眾所周知，活性炭具有巨大的內表面和吸附容量，是吸附分離氣相低濃度、大分子有機 化合物的理想材料。然而，未經專門處理的活性炭吸附分離氣相低濃度甲醛的性能較差。建 筑物室內和航天器、潛艇、地鐵的密閉、半密閉艙室空氣中大多含有低濃度甲醛或低濃度甲 醛和苯系物共存，開發合適的凈化材料或方法，去除這些有害物質一直受到各國科研工作者 的廣泛關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于從空氣中分離甲醛的吸附劑及其制備方法，在高空速下， 本發明提供的吸附劑能有效分離空氣中的甲醛，而且吸附容量大，使用壽命長。特別是當空 氣中同時含有甲醛和苯系物，所述吸附劑對甲醛和苯系物皆具有高效吸附分離作用。

本發明涉及的吸附劑以活性炭作載體，其表面附著-NH、-NH₂和-NH₃中的一種或多種， -NH、-NH₂和-NH₃的前體物是碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、乙二胺、己 二胺、苯胺、尿素中的一種，制備所述吸附劑的時候，所用前體物與載體的重量比為 (3～25)∶100。

所述的活性炭載體可以呈顆粒、纖維或者粉末狀。

本發明的吸附劑可以采用如下溶液浸泡法或氣相吸附法中的任一種方法來制備。當采用 溶液浸泡法制備時，其制備過程包括以下步驟：

1)用溶劑溶解前體物，前體物與溶劑的重量比為(1～3.2)∶100。

2)將載體加入溶劑和前體物構成的溶液中；

3)溶有前體物的溶液與載體均勻混合；

4)利用旋轉蒸發儀去除溶劑組分；

5)干燥箱中烘干處理；

6)自然冷卻至室溫，即得所需吸附劑。

當采用氣相吸附法制備時，其制備過程包括以下步驟：

1)將前體物放入一個小型開口容器中；