CN101138713B - 一种室内有机污染气体净化剂的制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内有机污染气体净化剂的制备和使用方法。包括如下步骤：1)收集废弃的果皮等植物角质，去除剩余果肉等杂质，得到天然植物角质/生物聚合物；2)将植物角质干燥，粉碎，过筛10～200目；3)加入0.5～6mol/L的盐酸，水浴加热处理0.5～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，得到绿色净化剂；4)绿色净化剂用于吸附处理室内空气中有机污染物，达到饱和后，于70-100℃热再生0.5-2小时，重新使用。本发明制备的净化剂对室内空气中有机污染物的吸附性能快速高效，吸附量高达2.0g/g，且不受温度、湿度和共存有机污染物的影响，特别适合室内复合污染有机物的净化处理；该净化剂廉价易得，且易回收利用或再生使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种室内有机污染气体净化剂的制备和使用方法。
背景技术
近几年来，家庭装修走近人们的生活，毒气成为隐形杀手，使多种癌症和过敏性疾病都有上升趋势。当今污染日益严重，全球约4％的疾病与室内环境相关，室内空气污染正借助装饰材料潜入室内，危害着人们的健康。过去人们注意大气污染会带给人类危害。但统计表明，室内空气中很多污染物为室外的2-5倍，少数情况可高达100倍以上。其中室内包括居室、办公楼、各种车辆、商场等，对生活在现代大都市的大多数人来说，人们的活动有将近90％的时间在室内。因为污染物浓度高，接触时间长，所以室内空间污染物的问题倍受人们关注。此外，由于空调器的普及，降低新风量，致使室内污染物积聚，使“密闭建筑综合征”蔓延。据中国室内环境检测中心统计，近年来经过检测的消费者中八成以上存在苯超标的问题，室内空气中甲醛污染也相当严重；因此预防和控制室内污染已刻不容缓。
继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后，现代人正步入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。室内的总挥发性有机物(TVOC)主要是由建筑材料、室内装饰材料及生活和办公用品等散发出来的。如建筑材料中的人造板、泡沫隔热材料、塑料板材；室内装饰材料中的油漆、涂料、粘合剂、壁纸、地毯；生活中用的化妆品、洗涤剂等；办公用品主要是指油墨、复印机、打字机等；此外，家用燃料及吸烟、人体排泄物及室外工业废气、汽车尾气、光化学污染也是影响室内TVOC含有量的主要因素。
室内空气净化的方法，按作用原理可以分为：通风换气式、过滤式、吸附式、催化式和室内绿化净化。吸附法因其几乎适用于所有的恶臭有害气体，而且脱除效率高，富集功能强，从而使其成为目前去处室内挥发性有机物(VOCs)最常用的控制技术。常用的吸附剂有：颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、改型膨润土、活性氧化铝及硅胶等，其中以颗粒活性炭和改性活性炭最为常用。但由于活性炭的吸附受比表面积的影响，饱和吸附量有限，使用期限较短，需要定期更换，且受空气湿度影响大，导致净化成本较高而不易广泛推广。
经检索，有关室内空气净化与治理的公开和授权专利中，主要为室内空气的净化装置，如“低浓度有机废气吸附或脱附装置”(发明专利号：ZL 98119064.2)、“吸收液式空气净化器”(公开号：CN1389288)、“室内空气自动保洁器”(公开号：CN1448665)、“一种室内空气污染物处理器”(公开号：CN2578707)、“室内空气的植物-微生物净化装置”(公开号：CN2817847)；“空气净化片及其制作和使用方法”(发明专利号：ZL 00116407.4)，将活性组分是氧化铜、氧化锌和二氧化锰均匀吸附在载体的纤维的表面上，制成室内净化片。迄今尚未见，用于室内空气中有机污染物的绿色净化剂的制备和使用方法等方面的专利。
室内空气中有机污染物中种类繁多，如BTEX、醛酮类、PAHs等，常形成复合污染，并且湿度、温度变化大。常规吸附净化剂(如活性炭)的吸附机理为表面吸附，吸附剂吸附容量有限，存在最大吸附量，多种有机污染物存在竞争吸附，受湿度抑制大，随温度升高而吸附能力降低。因此，需要开发一种同时高效去除复合有机污染物、且吸附性能受温度与湿度影响小的吸附剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种室内有机污染气体净化剂的制备和使用方法。
一种室内有机污染气体净化剂的制备方法包括如下步骤：
1)收集废弃的果皮植物角质，去除剩余果肉杂质，得到天然植物角质；
2)将天然植物角质干燥，粉碎，过筛10～200目，制得净化剂。
所述的废弃的果皮为西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆或冬瓜的表皮。
另一种室内有机污染气体净化剂的制备方法包括如下步骤：
1)收集废弃的果皮植物角质，去除剩余果肉杂质，得到天然植物角质；
2)将天然植物角质干燥，粉碎，过筛10～200目；
3)加入0.5～6mol/L的盐酸，水浴加热处理0.5～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，得到净化剂。
所述的废弃的果皮为西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆或冬瓜的表皮。
室内有机污染气体净化剂的使用方法是将净化剂放置于受有机污染的室内空气中，自然被动地吸附空气中有机污染物；该净化剂吸附饱和后，通过热再生，重新使用。
所述的净化剂与室内空气的重量体积比为1∶1～1∶1000g/m3。室内空气为居民住宅室内空气、工厂车间室内空气、写字楼办公室室内空气或汽车车内空气。室内空气中有机污染物为苯、甲苯、乙苯、间/邻/对二甲苯或醛酮类挥发性有机污染物。室内空气中有机污染物的浓度范围为0.080-10000mg/m3。热再生方法为于70-100℃下加热活化0.5-2小时。
本发明制备的净化剂对室内空气中有机污染物的吸附性能快速高效，吸附量高达2.0g/g，且不受温度、湿度和共存有机污染物的影响，特别适合室内复合污染有机物的净化处理；与活性炭相比，该净化剂具有更大的饱和吸附容量，且廉价易得、制备简单、且易回收利用或再生使用。
具体实施方法
本发明利用废弃植物角质制备绿色净化剂，该净化剂对空气中有机污染物的吸附速度快、性能高，来源绿色、无毒，是室内空气有机污染物的理想吸附净化剂。其吸附机理为固相溶解作用或分配作用，即空气中有机污染物分配到绿色净化剂中，植物角质起到“似海绵”的吸收溶解作用，不存在竞争吸附作用，适合于多种有机污染物形成的复合污染物的吸附处理，吸附能力不受湿度与温度影响。研究表明，该类吸附剂对挥发性有机物极强的吸附能力。如西红柿角质层对苯饱和吸附容量为0.8g/g；经过酸解处理后，吸附剂的吸附能力大大加强，可达1.2g/g；甲苯的饱和吸附量可分别达到0.75g/g和0.95g/g；对丙酮的饱和吸附量高达2.0g/g。而活性炭对苯、甲苯的饱和吸附容量分别为0.23、0.25g/g。与活性炭相比，植物角质组分具有饱和吸附容量大，制备简单，回收容易，成本低廉的优点。
实施例1
1)清洗收集废弃的苹果表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将苹果表皮角质干燥，粉碎，过筛10目，制得净化剂。
实施例2
1)清洗收集废弃的桔子表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将桔子表皮角质干燥，粉碎，过筛100目，制得净化剂。
所述的废弃的果皮为西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆或冬瓜的表皮。
实施例3
1)收集废弃的冬瓜表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将冬瓜表皮角质干燥，粉碎，过筛150目，制得净化剂。
所述的废弃的果皮为西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆或冬瓜的表皮。
实施例4
1)清洗废弃的西红柿表皮角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将西红柿表皮角质干燥，粉碎，过筛200目；
3)称取50mg西红柿角质样品，放入饱和苯蒸汽中，24小时吸附苯12.6mg，吸附量达0.25g/g。三天吸附量达到1.0g/g。
实施例5
1)清洗收集废弃的苹果表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将苹果表皮角质干燥，粉碎，过筛10目；
3)加入0.5mol/L的盐酸，水浴加热处理0.5小时后，过滤，用水冲洗至中性，60℃烘干，得到净化剂。
4)称取50mg该样品，放入饱和苯蒸汽中，24小时吸附苯1.2g/g。
实施例6
1)清洗收集废弃的桔子表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将桔子表皮角质干燥，粉碎，过筛50目；
3)加入2mol/L的盐酸，水浴加热处理2小时后，过滤，用水冲洗至中性，烘干，得到净化剂。
4)称取50mg该样品，放入饱和萘蒸汽中，24小时吸附萘8mg/g，饱和吸附量达15mg/g。
实施例7
1)收集废弃的冬瓜表皮角质，去除剩余果肉杂质；
2)将冬瓜表皮角质干燥，粉碎，过筛200目；
3)加入6mol/L的盐酸，水浴加热处理6小时后，过滤，用水冲洗至中性，烘干，得到净化剂。
实施例8
1)清洗废弃的西红柿角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将西红柿角质干燥，粉碎，过筛100目；
3)加入5mol/L的盐酸，水浴加热处理西红柿角质样品5小时后，过滤，用水冲洗，60℃烘干；
4)称取50mg该样品，放入饱和苯蒸汽中，24小时吸附苯1.0g/g。
实施例8
吸附苯蒸气饱和后的西红柿角质，在70℃活化0.5小时后，重新用于室内空气中苯污染物的去除，饱和吸附量为0.8g/g。
实施例9
吸附苯蒸气饱和后的苹果角质，在100℃活化2小时后，重新用于室内空气中苯污染物的去除，饱和吸附量为1.0g/g。
Claims (6)
1.一种室内有机污染气体净化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)收集废弃的果皮植物角质，去除剩余果肉杂质，得到天然植物角质；
2)将天然植物角质干燥，粉碎，过筛10～200目；
3)在步骤2)得到的物质中加入0.5～6mol/L的盐酸，水浴加热处理0.5～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，得到净化剂；
所述的废弃的果皮为西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆或冬瓜的表皮。
2.一种如权利要求1所述制备的室内有机污染气体净化剂的使用方法，其特征在于将净化剂放置于受有机污染物污染的室内空气中，自然被动地吸附空气中有机污染物；该净化剂吸附饱和后，通过热再生，重新使用，所述的热再生方法为于70-100℃下加热活化0.5-2小时。
3.根据权利要求2所述的一种室内有机污染气体净化剂的使用方法，其特征在于净化剂与室内空气的重量体积比为1∶1～1∶1000g/m3。
4.根据权利要求2所述的一种室内有机污染气体净化剂的使用方法，其特征在于所述的室内空气为居民住宅室内空气、工厂车间室内空气或写字楼办公室室内空气。
5.根据权利要求2所述的一种室内有机污染气体净化剂的使用方法，其特征在于所述的室内空气中有机污染物为苯、甲苯、乙苯、间/邻/对二甲苯、醛或酮挥发性有机污染物。
6.根据权利要求2所述的一种室内有机污染气体净化剂的使用方法，其特征在于所述的室内空气中有机污染物的浓度范围为0.080-10000mg/m3。
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