CN101422722A - 一种吸附和消除多种有害气体的空气净化材料 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料。以活性炭为基础材料，在活性炭上添加可溶性铜、盐铜和碘，其中铜以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在，按重量可溶性铜盐占净化材料的0.1％～12％，碘占净化材料的0.1％～10％。添加微量元素铜、铜盐和碘，不但保留了活性炭原有的吸附能力，还可以消除氨、二氧化氮、臭氧、碘和硫化物，因此延长了活性炭的使用寿命，也使过滤后的空气更加洁净。可广泛用于室内空调、汽车、火车等交通工具的空调，以及航天航空、实验室、手术室等高洁净环境的净化。

Description

一种吸附和消除多种有害气体的空气净化材料

所属技术领域

本发明属于空气净化材料，尤其涉及一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料及它的制造方法。

背景技术

随着世界人口的增长，工业的发展和城市规模的不断扩大，人类的生存空间受到严重的污染。一般人有三分之二的时间是在室内度过的，因此室内空气的质量与人们的健康有着紧密的联系。家庭装修所产生的室内污染源主要有甲醛、苯、二甲苯、有机性挥发物等，其中甲醛被认为是目前对人体影响最大的有害物，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。甲醛具有强烈的致癌和促癌作用，对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。苯也是强致癌物质，轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等，并可有轻度粘膜刺激症状，重度中毒则会致人死亡。另外，北京儿童医院调查在该院接诊的白血病患儿中有九成患儿家庭在半年内曾经装修，因此装修污染也是导致儿童白血病的一个重要原因。甲醛等空气污染物主要来源于以复合木材作为基础原料的各种家具、板材和各种黏合剂。它们在使用和放置的过程中会随着温度光线的变化慢慢地将甲醛等有害气体释放出来造成污染。油漆涂料和万能胶也是造成环境污染一个因素，因为在涂料中含有二甲苯和苯，二甲苯和苯是为了提高物体表面的亮度和光洁度，所以在涂料干透以后，二甲苯就挥发到了空气中，造成了环境的污染。空调在现代生活中日益普及，造成人体、房间和空调机最后在室内形成一个封闭的循环系统，极容易使细菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍。还有，厨房中的油烟、香烟中的烟雾和人体自身的新陈代谢及各种生活废弃物的挥发也是室内空气污染的来源，因此，人们如何摆脱污染，生活在一个洁净的空间，已成为重要课题。

另外随着社会的发展，越来越多的人以汽车作为代步工具，因此，车内空气的质量也严重的影响到司乘人员的身体健康。“中国首次汽车内环境污染情况调查活动”得到的结果显示，93.82％的汽车室内环境存在不同程度的污染情况，这些污染源主要来自汽车的装饰材料、零配件、涂料、泡沫塑料、填充料、皮革着色剂等汽车本身的物件，此外还有少量的污染来自车主添加的脚垫、靠垫等。尤其是新车污染情况更为突出，新车内空气污染的污染物主要有苯、甲苯、甲醛、丙酮和重金属污染，车内各种配件和材料附带的有害气体没有足够长地释放期，造成新车内空气污染，易使人出现头痛、乏力等症状，造成对人体健康的伤害。除了车内饰件材料的污染源外，还有车内发动机系统的污染、汽车空调系统的污染、车外的污染物进入车内、人体自身的污染，主要是生物性污染和吸烟造成的车内环境污染和车内香水和除味剂的污染等。据中国室内环监测委员会测试发现，新车内有毒气体可挥发六个月以上，令驾驶员身体不适。为了避免和减少车内空气污染，车内普遍装有空气清新剂挥发盒，空气清新剂能够暂缓异味，但不能从本质上彻底消除有害气体，其本身也是车内空气的污染源，因此不宜长期采用。

活性炭具有物理吸附和化学吸附的双重特性，是一种非常优良的吸附剂，活性炭不但微孔发达，而且中孔和大孔也有分布，因此对有机污染物的去除具有广谱、高效的特点，对大多数VOCs类污染物有很高的吸附速率和容量，因此，相对于其他净化方法，活性炭吸附法在室内空气净化方面具有独特的优势，潜艇、空间站等空气质量要求较高的微环境中全部采用活性炭及活性炭载催化剂净化内部空气，如：美国潜艇中装填活性炭的过滤吸收器安装在走廊、厕所、厨房、浴室、机舱、导弹射舱等多种场所。

虽然活性炭能消除有机污染物，但是不能消除无机有害气体，为了提高活性炭的吸附能力和净化效果，在净化有机污染物的同时，增强对无机有害气体消除，并延长活性炭的使用寿命，在活性炭上添加微量元素铜、铜盐和碘是有效的办法。

添加铜，能与氨络合，消除氨：

NH3+Cu2+＝Cu(NH3)42+

活性炭负载的铜盐具有促进二氧化氮、臭氧分解的作用：

添加碘，可消除硫化物，作用如下：

H2S+I2＝2HI+S

SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI

以椰壳活性炭为例，当I2的含量5％，CuCl2的含量也是5％时，25度温度下，苯的蒸汽压为饱和蒸汽压的5％时，苯的静态吸附量94mg/g。以动态气流法该材料进行评价，净化材料的量为6.9g，污染气体流量为1.9m³/min，载气为空气，污染气体的浓度、透过材料的时间和吸附量如表所示：

由此可见，添加微量元素铜、铜盐和碘，不但保留了活性炭原有的吸附能力，还可以消除氨、二氧化氮、臭氧、碘和硫化物，不但延长了活性炭的使用寿命，也使过滤后的空气更加洁净。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有活性炭应用方面的不足，使活性炭本身既具有吸附能力，又具有消除无机有害气体的功能，延长活性炭的使用寿命，使其用于高端空气净化设备上。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料；以活性炭为基础材料，在活性炭中添加可溶性铜、铜盐和碘，其中可溶性铜、铜盐以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在。按重量可溶性铜、铜盐占净化材料的0.1％～12％，碘占净化材料的0.1％～10％。

它的制造方法是：1、取直径0.9mm的煤质柱状活性炭(碘值950，孔容积为0.65ml/g)，120℃烘干2小时后称取200g。称取5.3g二水合氯化铜，用蒸馏水配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在110℃下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，常温下保存48小时，即可得到本净化材料。

2、取粒度为24目的椰壳活性炭(碘值1100，孔容积为0.8ml/g)，120℃烘干2小时后称取200g。称取2.35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成150ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在110℃下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在100℃下保温5小时，得到本净化材料。

本发明的有益效果是：具有吸附和消除的多功能性，可对二氧化硫、二氧化氮、氨、臭氧等有害气体高效净化，对有机污染物和无机污染物具有综合的净化效果。吸附容量大，工作寿命长，而且工艺简单，成本低，易于批量生产。可广泛用于室内空调、汽车、工程车、火车等交通工具的空调，以及航天航空、实验室、手术室等高洁净环境的净化，

具体实施方案

下面结合实施例进一步说明本发明；

实施例1：取直径0.9mm的煤质柱状活性炭(碘值950，孔容积为0.65ml/g)，120℃烘干2小时后称取200g。称取5.3g二水合氯化铜，用蒸馏水配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后并在110℃下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，常温下保存48小时，即可得到本净化材料。

实施例2：取粒度为24目的椰壳活性炭(碘值1100，孔容积为0.8ml/g)，120℃烘干2小时后称取200g。称取2.35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成150ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在110℃下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在100℃下保温5小时，得到本净化材料。

世界卫生组织明确将室内污染列为威胁人类健康的十大因素之一，2004年6月5日世界卫生组织宣布甲醛为强烈致癌物。本净化材料具有吸附和消除的多功能性，对有机污染物和无机污染物具有综合的净化效果。而且具有吸附容量大，工作寿命长，工艺简单，成本低，易于批量生产等特点。可广泛用于室内空调、汽车、工程车、火车等交通工具的空调，以及航天航空、实验室、手术室等高洁净环境的净化，有益于人类健康，具有一定的市场和发展前景。

Claims (3)

1、一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料，其特征是：以活性炭为基础材料，在活性炭中添加可溶性铜、铜盐和碘，其中铜、铜盐以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在，按重量可溶性铜、铜盐占净化材料的0.1％～12％，碘占净化材料的0.1％～10％。

2、如权利要求1所述的空气净化材料它的制造方法是：取直径0.9mm的煤质柱状活性炭，120℃烘干2小时后称取200g；称取5.3g二水合氯化铜，用蒸馏水配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在110℃下烘干；取10g碘，研磨碎后与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，常温下保存48小时。

3、如权利要求1所述的空气净化材料它的制造方法是：取粒度为24目的椰壳活性炭，120℃烘干2小时后称取200g；称取2.35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成150ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在110℃下烘干；取10g碘，研磨碎后与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在100℃下保温5小时。