CN102814162A

CN102814162A - 一种改性活性炭吸附清除剂及制备方法

Info

Publication number: CN102814162A
Application number: CN2011101562159A
Authority: CN
Inventors: 夏涛; 王沁
Original assignee: WUXI BIOX ENVIRONMENTAL MEDICINE CO Ltd
Current assignee: WUXI BIOX ENVIRONMENTAL MEDICINE CO Ltd
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明涉及一种改性活性炭吸附清除剂及制备方法，该方法步骤是将纳米活性炭与以下重量百分比的原料均匀搅拌，混合后加入适量的水和乳液粘合剂搅拌，充分浸润后，通过常温真空干燥烘干制备而成。具体为：纳米活性炭：50-80％，托玛琳粉：5-20％，强氧化剂：1-10％，碱性氧化铝或氢氧化镁：5-20％，乳胶粘合剂2-8％。本发明属于环境医学、天然产物与环境保护、环境与人体健康、新材料等综合技术领域，本发明主要用于消除空气中游离甲醛、苯、甲苯、TVOC的危害，从而解决居室内、相对密封空间内相关的空气污染，并且能持续发射对人体有益的远红外线(波长在4-14μm)，促进新陈代谢，减小心脏压力等，对于一些疾病有极好的预防和辅助治疗作用，有利于保护人体健康。

Description

一种改性活性炭吸附清除剂及制备方法

【技术领域】

本发明涉及环境医学、天然产物与环境保护、环境与人体健康、新材料等综合技术领域，特别涉及环境如空气、水中污染物的吸附清除剂及其制备方法。

【背景技术】

室内污染气体主要是由家庭室内装饰物、涂料、家具等释放，主要为甲醛、苯、甲苯、TVOC等。根据国家权威部门对民用住宅室内污染气体甲醛、苯、TVOC等进行的检测报告，达到国家颁布《民用建筑室内环境污染控制规范》要求的仅占总数的7.7％，其中又以甲醛超标最为严重，超标率为80.8％，最严重的超标达21倍。据中国室内装饰协会一项对北京地区千户新装修家庭进行的室内空气质量检测显示，甲醛超标的占60％；青岛、南京、银川、重庆、深圳、乌鲁木齐等地有关部门的检测数据同样显示，新装修家庭中甲醛不合格比率均在60％以上，而深圳市于2004年1月到7月对该市400多套房子进行室内环境检测，结果显示甲醛超标高达90％。

此外，新家具、汽车的车椅座套、坐垫和车顶内衬、纺织品等也会释放大量的以甲醛为主的污染气体。

甲醛(HCHO)是一种无色易溶的刺激性气体，甲醛可经呼吸道吸收，其水溶液″福尔马林″可经消化道吸收。现代科学研究表明，甲醛对人体健康有负面影响。当室内含量为0.1mg/m³时就有异味和不适感；0.5mg/m³可刺激眼睛引起流泪；0.6mg/m³时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；当空气中达到30mg/m³时可当即导致死亡。

长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起鼻咽癌。高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。它还可刺激眼结膜、呼吸道黏膜而产生流泪、流涕，引起结膜炎、咽喉炎、哮喘、支气管炎和变态反应性疾病。甲醛还有致畸、致癌作用。据流行病学调查，长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。

综上所述，室内空气中甲醛等污染气体普遍存在于日常生活中，对人体健康危害巨大。首届中国室内环境污染与儿童健康研讨会披露，我国100万5岁以下儿童的死因与室内空气污染有关。每年由室内空气污染引起超额急诊数为430万次。因而，采取措施减少乃至消除甲醛等污染气体的污染，对保护人民身心健康、提高人民生活质量具有重大意义，这类技术和产品将会带来良好的社会及经济效益，是环境医学领域及其重要的课题。

有关甲醛、苯、甲苯、TVOC消除相关技术方案在文献中已有报道。一种方案是将活性化合物制成甲醛消除溶液，通过涂抹、喷洒的方式，与空气中的甲醛、苯、甲苯、TVOC等发生反应或在相应的物体表面形成薄膜封闭层阻止甲醛释放等机理达到减少甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染的目的。然而，这类消除剂与甲醛反应后所形成的产物依然存在于空气中，这类产物也有可能有毒，易造成二次污染，且由于形成薄膜不可能太牢固，时间一长，相应物体内的甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染同样会释放出来，只能是起到拖延释放的作用；另一种方案主要是光触媒类产品。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生具有一定氧化能力的自由氢氧基和活性氧，具有光氧化还原功能，可以分解甲醛、苯、甲苯、TVOC等有机污染物，其限制在于其催化效果的产生必须要有光源，且一般来说，用紫外线或阳光中的紫外线照射时催化效率最高，普通的灯光及其他散射光催化效率则大打折扣，另其还必须在没有任何阻挡的前提下，光照射才会发生催化氧化反应。综所周知，甲醛、苯、甲苯、TVOC等释放是一个非常缓慢的过程，一般会持续5-10年，因此单靠光触媒来消除甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染物具有较大的限制，导致消除效果不甚理想，从而影响人们的身体健康；还有一种方案为将活性化合物与某种具备吸附或支持功能的物质相结合制成固体成型产品，通过捕捉、吸附甲醛及与甲醛发生化学反应等机理达到减少甲醛污染的目的。此类产品为当前清除甲醛、苯、甲苯、TVOC的最新研究方向，此类产品主要要求吸附功能物质具有较强的吸附力、活性化合物具有较强的分解能力。但是目前此类产品的主要限制因素是吸附功能物质对甲醛、苯、甲苯、TVOC吸附力较弱且不能与活性化合物有机结合，从而达不到较好的清除甲醛的效果，同时对人体已经做成的伤害起不到任何作用。

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供了一种新的甲醛、苯、甲苯、TVOC等环境中污染物的吸附清除剂，这种甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染物吸附清除剂是经过一定的工艺对活性炭、托玛琳粉、强氧化剂等的混合物在碱性条件下处理“改性”而得，具有强大的捕捉、吸附及消除甲醛、苯、甲苯、TVOC气体的能力，并同时持续发射对人体有益的远红外线(波长在4-14μm)，促进新陈代谢，减小心脏压力，达到改善人类居住环境的作用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是在上述问题上，提供了一种改性活性炭吸附清除剂及制备方法。

本发明的技术方案如下：它是将活性炭与以下原料均匀搅拌、混合后，加入水充分浸润后，通过常温真空干燥烘干制备而成，其中活性炭50-80％，托玛琳粉：5-20％，强氧化剂：1-10％，碱性氧化铝或氢氧化镁：5-20％，乳胶粘合剂2-8％。

更佳的原料配比为活性炭70-80％，托玛琳粉：7-12％，强氧化剂2-5％，碱性氧化铝或氢氧化镁：5-10％，乳胶粘合剂：3-6％。

更佳原料配比为活性炭：75％，托玛琳粉10％，高锰酸钾3％，碱性氧化铝或氢氧化镁7％，乳胶粘合剂5％。

上述的原料活性炭可以是纳米竹炭、椰壳活性炭的任意一种或混合物；托玛琳粉的粒径小于10nm；强氧化剂可以是高锰酸钾、重铬酸钾、过硫酸铵、二氧化锰、氯酸钾、过二硫酸铵中的一种或数种混合物；乳胶粘合剂为：醋酸乙烯乳液粘合剂。

以上发明方案中产品的制备方法为：按重量百分比称量好各固态原料后，混合均匀，加入乳液粘合剂和足量的的水使之浸润充分后，搅拌，时间大约需1-5小时，取出送真空干燥，得产品，粉碎成粉末或细小颗粒，控制含水量5％以下。

更优化的制备方法如下：先取称量好的粘合剂、活性炭加入适量水沸煮1-3小时后，加入托玛琳粉、强氧化剂、碱性氧化铝或氢氧化镁搅拌1-2小时后，真空浓缩后，送真空干燥，得产品，粉碎成粉末或细小颗粒，控制含水量5％以下。

上述改性纳米活性炭清除剂可以放在于各种形态的具有开孔的小型盛器之中，亦可以放置于透气性好的材料如无纺布、纤维布制成的小型布袋中，外用不透气的容器或铝箔袋密封包装，用时开封将产品置于汽车内、橱柜内，桌子、抽屉内等空间，从而达到吸附室内空气内的甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染气体并持续发射对人体有意的红外线，达到改善居住环境的目的。

本发明的优点在于吸附材料与活性化合物有机结合在一起，具有强大的捕捉、吸附及清除甲醛、苯、甲苯、TVOC等污染气体的能力，同时发射的远红外线有促进新陈代谢，减小心脏压力等作用。本发明产品与同类产品相比，较不受环境的影响与限制，本发明产品即使在较高湿度条件下亦具有较强的污染气体清除能力，并且此产品中因为有机溶入了托玛琳粉，具有通过负离子、远红外线作用，改善血液循环，促进新陈代谢，增强人体免疫力的作用，有益于预防一些疾病并对因室内环境污染已造成的身体损害起到一直的辅助治疗作用。此外，本发明产品使用简单，容易操作，开封后让其暴露在待清理的空内环境中即可，不需要喷、涂、洒等操作。

【具体实施方式】

实施例1

溶解5克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入5克乳液粘合剂，称取椰壳活性炭50克、托玛琳粉20克、碱性氧化铝15克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，搅拌1小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂A。取气体清除剂A 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.005mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例2

溶解3克重铬酸钾于适量的纯净水中后加入5克乳液粘合剂，称取纳米竹炭活性炭75克、纳米托玛琳粉10克、氢氧化镁7克，全部浸润于重铬酸钾溶液中，搅拌5小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂B。取气体清除剂B 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.004mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例3

溶解6克过二硫酸铵钾于适量的纯净水中后加入5克乳液粘合剂，称取椰壳活性炭64克、托玛琳粉10克、氢氧化镁15克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂C。取气体清除剂C 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.003mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例4

溶解10克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入5克乳液粘合剂，称取椰壳活性炭50克、纳米托玛琳粉20克、氢氧化镁15克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂D。取气体清除剂D 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.003mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例5

溶解2克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入8克乳液粘合剂，称取纳米椰壳活性炭65克、托玛琳粉15克、碱性氧化铝10克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，搅拌1小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥2小时，可得到气体清除剂E。取气体清除剂E 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.004mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例6

溶解9克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入2克乳液粘合剂，称取纳米椰壳活性炭75克、托玛琳粉7克、碱性氧化铝7克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，搅拌1小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥4小时，可得到气体清除剂F。取气体清除剂F 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.005mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例7

溶解5克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入2克乳液粘合剂，称取椰壳活性炭80克、托玛琳粉8克、碱性氧化铝5克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，搅拌2小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂G。取气体清除剂G 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.004mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例8

溶解5克高锰酸钾于适量的纯净水中后加入5克乳液粘合剂，称取椰壳活性炭75克、托玛琳粉10克、氢氧化镁5克，全部浸润于高锰酸钾溶液中，搅拌1小时，待充分浸润后，取出常温真空干燥5小时，可得到气体清除剂H。取气体清除剂H 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.005mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

实施例9

气体清除剂C、D与普通活性炭污染气体清除能力的比较。

分别取气体清除剂C、D、普通活性炭各1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后分别检测甲醛含量，分别如下：

样品名	气体清除剂C	气体清除剂D	普通活性炭
				甲醛检测量	0.003mg/m³	0.018mg/m³	0.05mg/m³

实施例10

气体清除剂E、F与普通纳米竹炭污染气体清除能力的比较。

分别取气体清除剂E、F、普通纳米竹炭各1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为3m³，24小时后分别检测甲醛含量，分别如下：

样品名	气体清除剂E	气体清除剂F	普通纳米竹炭
				甲醛检测量	0.004mg/m³	0.011mg/m³	0.06mg/m³

实施例11

先取称量好的醋酸乙烯粘合剂5克、椰壳活性炭70，加入适量水沸煮1-3小时后，加入高锰酸钾5克、纳米托玛琳粉10克、碱性氧化铝或氢氧化镁10克，搅拌1-2小时后，真空浓缩后，送真空干燥，得产品，控制含水量5％，可得到气体清除剂J。取气体清除剂J 1克，置于含有0.1mg/m³甲醛的空气环境中，环境空间为4m³，24小时后检测，环境空间甲醛气体含量降为0.004mg/m³，环境污染气体含量符合国家标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护。

Claims

1.一种改性活性炭吸附清除剂，其特征在于主要原料重量百分比为：活性炭50-80％，托玛琳粉：5-20％，强氧化剂：1-10％，碱性氧化铝或氢氧化镁：5-20％，乳胶粘合剂2-8％；

2.根据权利要求1所述的一种改性活性炭吸附清除剂，其特征在于主要原料重量百分比更优的配比为：活性炭70-80％，托玛琳粉：7-12％，强氧化剂2-5％，碱性氧化铝或氢氧化镁：5-10％，乳胶粘合剂：3-6％；

3.根据权利要求1或2所述的一种改性活性炭吸附清除剂，其特征在于各原料重量百分比为：活性炭：75％，托玛琳粉10％，高锰酸钾3％，碱性氧化铝或氢氧化镁7％，乳胶粘合剂5％；

4.根据权利要求1至3所述的一种改性活性炭吸附清除剂，其特征在于所述的原料活性炭可以是纳米竹炭、椰壳活性炭的任意一种或混合物；托玛琳粉的粒径小于10nm；强氧化剂可以是高锰酸钾、重铬酸钾、过硫酸铵、二氧化锰、氯酸钾、过二硫酸铵中的一种或数种混合物；乳胶粘合剂为：醋酸乙烯乳液粘合剂；

5.根据权利要求1所述的改性活性炭吸附清除剂的制备方法，其步骤为：按重量百分比称量好各固态原料后，混合均匀，加入乳液粘合剂和足量的的水使之浸润充分后，搅拌，时间大约需1-5小时，取出送真空干燥，得产品，粉碎成粉末或细小颗粒，控制含水量5％以下；

6.根据权利要求5所述的一种改性活性炭吸附清除剂的制备方法，其特征在于制备方法如下：先取称量好的粘合剂、活性炭加入适量水沸煮1-3小时后，加入托玛琳粉、强氧化剂、碱性氧化铝或氢氧化镁搅拌混合1-2小时后，真空浓缩后，送真空干燥，得产品，粉碎成粉末或细小颗粒，控制含水量5％以下；

7.根据权利要求1至4任意所述的一种改性活性炭吸附清除剂，其特征在于所述的清除剂可以制成袋状、盒状、管状、块状、颗粒状等不同产品包装形式。