[發明專利]一種用于小分子有毒氣體凈化的材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410007422.1
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103752255A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 孫杰;李吉剛;董中朝;陳立泉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍防化學院
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;B01J23/66;B01J23/83;B01J23/10;B01D53/02;B01D53/86
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種用于有毒氣體凈化的材料及其制備方法，屬于毒氣凈化技術領域。?

背景技術

針對在應急反恐、處置次生災害等事件中的小分子化學毒物防護、消除上存在的諸多問題。傳統的活性炭、浸漬金屬鹽和有機胺的碳材料防護手段，對該類小分子毒物而言，防護時間較短，吸附容量有限，整體防護效果不理想；同時缺少合理的小分子化學毒物消除手段。同時在空氣凈化上去除該類物質的效果也不理想。其中小分子毒物主要包括：HCN、CNCl、CO、HF、Cl₂、NH₃等化學類有毒物質，由于易制作、易施放等特點在應急反恐上的問題也比較突出。因此目前進行小分子毒物有效防護材料問題亟待新的突破。?

因而，開展新型毒物處理材料的制備及其應用于小分子毒物防護、凈化的研究，對于解決小分子毒物的防護，消除凈化有毒有害氣體，拓寬防護材料譜系，均具有迫切的需求。通過催化劑負載成份篩選和制備條件的優化，合成出防毒性能更優的材料，解決了小分子毒劑的防護難題。?

發明內容

本發明的目的是提出一種用于小分子有毒氣體凈化的材料及其制備方法，以用于應急反恐，以及處置次生災害等事件中的小分子化學毒物的防護。?

本發明提出的用于小分子有毒氣體凈化的材料，其微觀結構為花球狀，包括球狀載體和活性金屬氧化物；所述的球狀載體為花球狀稀土金屬氧化物，稀土金屬氧化物為氧化鈰、氧化鑭、氧化鐠或氧化釹中的一種或幾種以任何比例混合的氧化物，球狀載體由片狀花瓣交織而成，球狀載體的直徑L為3-5微米，形貌為疏松多孔的三維網狀結構；所述的活性金屬氧化物以納米顆粒的形態附著在球狀載體的花瓣間隙中和外層花瓣上，活性金屬氧化物與球狀載體的質量比為1:5～20；所述的活性金屬氧化物的顆粒度為50～200納米，所述的活性金屬氧化物為氧化銅、氧化鋅、氧化鎳、氧化鈷和氧化銀中的任何一種或多種以任何比例混合。?

本發明提出的用于小分子有毒氣體凈化材料的制備方法，包括以下步驟：?

（1）將低聚乳果糖或葡萄糖、鑭系金屬硝酸鹽以及丙烯酰胺或丁烯酰胺，溶于水，?得到溶液，其中低聚乳果糖或葡萄糖、硝酸鈰或硝酸鑭、丙烯酰胺或丁烯酰胺各組分的水溶液摩爾濃度（mol/L）分別為：0.01～1、0.015～1、0.02～1，用尿素或氨水調節PH值至8～12，得到膠體，攪拌3～12小時，在120～300℃下反應10～120小時，過濾得到沉淀物，對沉淀物進行水洗5～8次、無水乙醇洗滌5～8次、80℃下干燥4～8小時后，在450～600℃下煅燒6～24小時，得到球狀載體；?

（2）將金屬銅、鋅、鎳、鈷或銀中的一種或多種以任何比例混合的硝酸鹽溶于水中，制成溶液A，溶液A中金屬氧化物的摩爾濃度（mol/L）為0.01～10，將步驟（1）制備的球狀載體，放入溶液A中攪拌，得到懸濁液B，懸濁液B中活性金屬氧化物和球狀載體的質量比為1:5～20；向懸濁液B中加入沉淀劑草酸或草酸鉀使沉淀生成，其中草酸或草酸鉀的摩爾濃度（mol/L）為0.015～15；常溫下攪拌3～8小時，過濾得到沉淀物，對沉淀物進行水洗5～6次、無水乙醇洗滌5～6次、80℃下干燥8小時后，在空氣氣氛下300～500℃下煅燒3～6小時，得到負載有活性金屬氧化物納米顆粒的粉體；?

（3）將上述制備粉體，在1～5MPa下壓制1～10min后碎成0.5～2μm的小顆粒，或在粉體中加入少量聚丙烯醇或聚丙烯醛作為粘結劑，通過造粒得到0.5～2μm的小顆粒，即為顆粒狀有毒氣體凈化材料。?

本發明提出的一種用于小分子有毒氣體凈化材料及其制備方法，其優點是：?

1、本發明提出的有毒氣體凈化材料，對有毒氣體的防護效果大大提高。當將該凈化材料用于防毒面具時，與同樣體積的用于處理有毒氣體的浸漬碳作比較，防護時間提高3-5倍，較大幅度提高了常溫下防護面具的防護效果。?

2、本發明提出的有毒氣體凈化材料，從原理上區別于傳統的碳材料，碳材料主要是物理吸附有毒物質，本發明制備的凈化材料具有吸附和化學催化分解兩種功能，因此具有更高的防護效果和凈化功能。?

3、本發明提出的凈化材料，其使用壽命長，在30～100℃時，材料連續催化時間超過2000小時，凈化材料中催化劑的催化活性基本保持不變，與已有的催化類材料相比，其使用壽命提高了近10倍之多，從而降低了有毒氣體的處理成本。?

4、本發明提出的凈化材料，同時具有很好的抗菌和殺菌效果，對細菌和病毒有較好的殺滅作用，對常見細菌和病毒有大于99.7%的殺菌率。?