[發(fā)明專利]一種鈮改性活性炭制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710645276.9
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107486148B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何丹農(nóng);袁靜;趙昆峰;蔡婷;高振源;楊玲;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發(fā)明公布了一種鈮改性活性炭制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用，制備方法包括：首將商業(yè)活性炭與去離子水置于50^oC水浴中混合，攪拌24 h以上，抽濾洗滌后置于50^oC烘箱中干燥12 h；在氮?dú)鈿夥罩?00?600^oC焙燒5h；取草酸鈮和甘油溶于一定量去離子水中，攪拌至溶解后，加入焙燒過的活性炭，在40?50^oC水浴中攪拌至全干，后置于40^oC鼓風(fēng)烘箱中，干燥12h；然后，將所得活性炭樣品置于馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為400^oC，保溫4h。本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品通過表面重構(gòu)實現(xiàn)了吸附性能和強(qiáng)度的同時提高，可用于甲醛吸附，避免了二次污染問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣凈化領(lǐng)域，具體地說，涉及一種鈮改性活性炭及其制備方法和在凈化室內(nèi)甲醛中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

室內(nèi)裝修的普及導(dǎo)致嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染問題。據(jù)有關(guān)國際組織調(diào)查，全世界每年有近300萬人直接或間接死于裝修污染，世界上30%的新建和重修的建筑物存在有害于健康的室內(nèi)空氣污染氣體。對中國各地區(qū)室內(nèi)空氣環(huán)境進(jìn)行分析，認(rèn)為甲醛是室內(nèi)空氣環(huán)境的主要污染物。甲醛具有很高毒性，長期接觸或吸入低濃度甲醛氣體，會引起慢性呼吸道疾病增加，中毒癥狀包括頭疼、神經(jīng)衰弱、焦慮、眩暈，神經(jīng)系統(tǒng)功能降低等；而高濃度的甲醛對人體神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、皮膚、免疫系統(tǒng)都有著一定的毒害作用。更為嚴(yán)重的是，甲醛具有致癌性。因此，甲醛的凈化是保證室內(nèi)干凈空氣的關(guān)鍵。

目前甲醛的凈化方法主要包括，源頭控制和后治理技術(shù)。其中，從源頭減少甲醛的產(chǎn)生是最有利的防治技術(shù)，但限于目前成本和技術(shù)的限制，后治理技術(shù)必不可少。后處理技術(shù)包括通風(fēng)稀釋和室內(nèi)空氣凈化技術(shù)。通風(fēng)稀釋所用時間長，常需3-15年。在室內(nèi)空氣凈化技術(shù)中，吸附技術(shù)是目前較常使用且行之有效的方法之一?；钚蕴磕退釅A腐蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是去除室內(nèi)甲醛的最佳吸附劑。

然而，活性炭是一種非極性物質(zhì)，而甲醛是極性物質(zhì)。因此，活性炭對于甲醛的吸附主要靠活性炭孔的凝聚作用，即物理吸附，在受到壓力或者溫度等環(huán)境條件發(fā)生變化時，被吸附的甲醛則會再次溢出，對環(huán)境造成二次污染。已有的報道常以提高吸附容量為主要目標(biāo)，而忽視產(chǎn)生的再次污染問題。如CN 106179221 A公開了一種吸附低濃度甲醛的改性活性炭，高錳酸鉀氧化及鋅鎂金屬改性后，提高了對低濃度（<10 ppm）甲醛的物理吸附能力。

將吸附作用由更多的物理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)方式，即改變活性炭原有的表面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)活性炭與甲醛的相互作用，可克服二次污染缺點。在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，鈮在促進(jìn)催化反應(yīng)穩(wěn)定性方面具有出色的表現(xiàn)，源于對材料表面結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。因此，本發(fā)明公開一種方法，將鈮用于活性炭改性中，并借助于甘油輔助重構(gòu)其表面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其對甲醛的吸附，避免二次污染。進(jìn)一步調(diào)研文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，未查閱到鈮對活性炭的改性應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于：提供了一種鈮改性活性炭的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于：提供方法通過上述制備方法得到的鈮改性活性炭產(chǎn)品。

本發(fā)明的又一目的在于：提供上述鈮改性活性炭產(chǎn)品的應(yīng)用。

本發(fā)明主要通過以下方式實現(xiàn)：一種鈮改性活性炭的制備方法，以商業(yè)活性炭為原料，包括以下步驟：

第一步，將所述的活性炭分散于有去離子水的燒杯中，活性炭與去離子水的質(zhì)量比為1:30~1:20，將燒杯置于50^oC水浴中，攪拌24 h以上；

第二步，抽濾、洗滌，置于50^oC烘箱中干燥12 h；

第三步，氮?dú)鈿夥罩?00-600^oC焙燒5 h；