[發(fā)明專利]一種吸附和分解室內(nèi)有害氣體的吸附劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210408096.6
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102872799A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫艷茹;張星;宋民安;張芳;郭金寶;張瑞馳
• 申請（專利權(quán)）人: 涿鹿恩澤催化材料有限公司
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;B01D53/04;B01D53/82;B01D53/72
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸附和分解室內(nèi)有害氣體的沸石吸附劑的制備方法、吸附劑和使用方法，更具體的說是一種吸附劑的制備方法、由此制備方法生產(chǎn)的吸附劑和使用該吸附劑的方法。使用此吸附劑可有效去除新裝修的房屋、某些化工生產(chǎn)車間和電子生產(chǎn)車間的大量有害氣體。

背景技術(shù)

裝修污染被稱為室內(nèi)的“隱形殺手”，其中的有害物質(zhì)對女性、兒童和老人的傷害更加嚴(yán)重。根據(jù)國標(biāo)GB50325--2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》的規(guī)定，裝修后室內(nèi)的有害物質(zhì)主要是：苯、甲醛、氨、氡和TVOC等物質(zhì)。一般情況下，苯的潛伏期為半年以上，甲苯、二甲苯的潛伏期為1年以上，危害最大的甲醛的潛伏期能達(dá)到3～15年，揮發(fā)性有機(jī)化合物(TVOC)多指沸點(diǎn)在50～250的化合物，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可以進(jìn)一步分為七類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、醛類、酮類和其他類。非工業(yè)性的室內(nèi)環(huán)境中，可以見到50～300種揮發(fā)性有機(jī)化合物。新裝修的房屋內(nèi)的這五類有害物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，嚴(yán)重危害人們的生命健康。

另外，我國各種職業(yè)病逐年增加，而長期接觸化工產(chǎn)品產(chǎn)生的職業(yè)病人數(shù)占據(jù)很大的比例。一些電子生產(chǎn)車間經(jīng)常使用化學(xué)溶劑，化學(xué)溶劑揮發(fā)到空氣中造成環(huán)境污染；而許多化學(xué)品生產(chǎn)車間往往因為自然環(huán)境因素、廠房建筑不合理和來自其他生產(chǎn)過程散發(fā)的有害因素造成的生產(chǎn)環(huán)境污染。其中的許多有毒化學(xué)物質(zhì)主要包括：有機(jī)溶劑類(苯、甲苯、二甲苯)；有毒氣體(一氧化碳、氰化物、氨氣、硫化氫、甲醛等氣體)。

對于三苯(苯、甲苯、二甲苯)、甲醛和一些其他揮發(fā)性有機(jī)化合物造成的室內(nèi)和車間的環(huán)境污染，最常使用加強(qiáng)通風(fēng)的處理方法，通過自然的空氣流通或利用機(jī)械通風(fēng)增加空氣流通，使有害物質(zhì)自然揮發(fā)。由于有害物質(zhì)的潛伏期較長，所以這種方法耗時較長。而在揮發(fā)的過程中，仍然不能避免產(chǎn)生危害；另外一種使用物理或化學(xué)吸附的方法進(jìn)行污染治理。常用的各種凈化器最大的區(qū)別是使用不同的凈化材料，其中利用較多的是活性碳、臭氧、光觸媒和沸石材料等。活性炭吸附是典型的物理吸附，對苯類化學(xué)物質(zhì)吸附效果較好，但吸附達(dá)到飽和不再具有吸附能力時，就必須更換過濾材料；臭氧有強(qiáng)氧化性，是國際上公認(rèn)的常用的物理治理方法，不易產(chǎn)生二次污染，但臭氧本身就會發(fā)出濃烈的惡臭，并且有致癌的可能；最常見的光觸媒材料是二氧化鈦，光觸媒能有效降解空氣中的主要污染成分：甲醛、苯、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物，但可能在降解一些污染物后又產(chǎn)生新的污染物；沸石由于具有吸附性、離子交換性、和熱穩(wěn)定性，同時具有較大的比表面積，能夠有效地去除有機(jī)物、氨氮化合物和硫化物，因此在吸附有害氣體中具有較好的應(yīng)用前景。

沸石的孔徑分布均勻，且大多在10nm以下，與一般物質(zhì)的分子大小相當(dāng)，因而具有分子篩的選擇吸附性。在沸石的構(gòu)架中，陰離子晶格上的負(fù)電荷與平衡陽離子的正電荷中心在空間上是不重疊的，因此沸石內(nèi)部具有較大的靜電吸引力。正是由于這種靜電力的關(guān)系，使得沸石對極性、不飽和及易極化分子具有優(yōu)先的選擇吸附作用。分子篩對分子的極性大小具有選擇作用，極性越大越容易被極化的物質(zhì)，就越容易被吸附。沸石具有高效吸附性，特別是對水、氨、硫化氫、二氧化碳等分子具有很強(qiáng)的親合力。由于水分子的競爭吸附，使得沸石對于有害氣體的吸附量減小，所以對于沸石的改性是一種必要的方法。

CN1319857C公開了一種高硅超穩(wěn)化天然輝沸石及其制備方法，屬于天然沸石材料改性技術(shù)領(lǐng)域，以天然STI沸石為原料，經(jīng)脫鋁補(bǔ)硅改性方法，如酸交換，銨交換再焙燒，氟硅酸銨交換再焙燒等，得到高硅天然STI沸石(Si/Al＞7.0)，其孔道結(jié)構(gòu)開放完美，結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性達(dá)到1000℃以上。此發(fā)明所用天然礦物資源作為原料，處理對象單一，處理過程所需的交換次數(shù)太多，并且改性的起始的酸交換會溶解掉一部分骨架鋁和非骨架鋁，產(chǎn)生部分溶膠，使隨后的水洗過濾耗時大大增加，并影響沸石的吸附與催化性能；另外，氟硅酸銨改性的溫度較低，耗時過長，經(jīng)過改性后其憎水性能提高并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改性的沸石吸附劑，能夠有效吸附和分解室內(nèi)的苯、甲苯、二甲苯、甲醛和其他揮發(fā)性有機(jī)化合物。該吸附劑具有多種孔道結(jié)構(gòu)和大的比表面積，有效吸附室內(nèi)有毒物質(zhì)并分解為無毒的小分子無機(jī)氣體和水。同時提供了制備吸附劑的制備方法和使用方法。

本發(fā)明是以沸石為原料，首先經(jīng)銨交換，然后經(jīng)多次氟硅處理，最后經(jīng)無水高溫焙燒，獲得改性的沸石吸附劑。