[發明專利]一種自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊及其制備方法

有效

• 申請號: 202010547932.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111659349B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 吳寧安;杜川;任立
• 申請（專利權）人: 天津清科環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/32;B01D53/02;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/44
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 王雨杰

本發明提供了一種自組裝蜂巢活性炭?納米粒子模塊及其制備方法，所述自組裝蜂巢活性炭?納米粒子模塊包括載體、吸附劑、固化劑和納米粒子，所述載體、吸附劑、固化劑和納米粒子層疊組裝，所述納米粒子覆蓋于載體表面上。本發明所述的自組裝蜂巢活性炭?納米粒子模塊，制備方法簡單，蜂巢活性炭提供了極高的比表面積，納米粒子均勻自組裝在蜂巢活性炭的表面，達到了徹底吸附分解空氣中甲醛、乙醛、苯、甲苯、二甲苯、VOCs等有害化學物質的目的。

技術領域

本發明屬于空氣凈化領域，尤其是涉及一種自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊及其制備方法。

背景技術

隨著社會的發展與進步，室內、車內化學污染問題越來越引起人們的重視。甲醛、苯系物、氨、揮發性有機物(VOCs)等污染性氣體是造成室內、車內污染的主要化學物質，嚴重威脅著人類的身體健康。

目前治理室內、車內化學污染問題的常用方法主要是物理法、化學法以及物理化學結合的方法。物理法是指采用活性炭、分子篩等多孔材料吸附空氣中的甲醛、苯系物、氨、VOCs等化學物質，這種方法在短時間內具有較好的吸附效果，然而長時間使用容易存在吸附飽和后的解吸問題，使得甲醛、苯系物、氨、VOCs等化學物質重新揮發到空氣中；化學法是指采用化學分解的方法達到清除空氣中的甲醛、苯系物、氨、VOCs等化學物質的目的，然而容易存在作用效率低下的問題；物理化學結合方法是指通過兩者的復合，主動吸附空氣中的甲醛、苯系物、氨、VOCs等化學物質，然后進一步進行分解清除，如活性炭-二氧化鈦材料，然而，這種材料多存在二氧化鈦在活性炭上負載不牢固的問題，這嚴重影響了其實際生產應用。

因此，通過使用一種與空氣中的污染性化學物質具有較高接觸面積的自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊，主動吸附空氣中的甲醛、苯系物、氨、VOCs等化學物質，然后進一步對其進行徹底分解，有效提高其降解效率，對于創造人類美好的家居環境具有重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊及其制備方法，該模塊具有較大的表面積，納米粒子均勻牢固負載，徹底吸附分解空氣中的甲醛、乙醛、苯、甲苯、二甲苯、VOCs等有害化學物質，有效提高上述有害化學物質的降解效率。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊，包括載體、吸附劑、固化劑和納米粒子，所述吸附劑負載于載體上，所述固化劑和納米粒子負載于吸附劑上。

進一步的，所述載體為蜂巢活性炭，所述吸附劑為聚電解質和無機鹽。

本發明還提供了上述的自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊的制備方法，包括以下步驟：

S1、向水中加入聚電解質和無機鹽制備混合液a，所述混合液a包含1-50g/L的聚電解質和0.01-0.05mol/L的無機鹽；

S2、向水中加入納米粒子和固化劑制備混合液b，所述混合液b包含質量分數為1％-10％的納米粒子和質量分數為0.01％-0.5％的固化劑，并將混合液b超聲震蕩均勻；

S3、將步驟S1得到的所述混合液a負載于蜂巢活性炭的表面；

S4、將步驟S2得到的所述混合液b負載于步驟S3得到的蜂巢活性炭的表面；

S5、將步驟S4得到的蜂巢活性炭放入烘箱中，40-70℃干燥5-10小時；

S6、將0.2-0.7mol/L的NaOH溶液負載于步驟S5得到的蜂巢活性炭的表面；

S7、將步驟S6得到的蜂巢活性炭放入烘箱中，40-70℃干燥5-10小時，得到自組裝蜂巢活性炭-納米粒子模塊。