CN104709904B - 吸附pm2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法 - Google Patents
吸附pm2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法，包括如下步骤：步骤一、混匀原料；步骤二、称料；步骤三、毛坯热压；步骤四、毛坯后期处理。本发明利用稻麦秸秆制作活性炭粉，减少了稻麦秸秆对环境的污染，提高了稻麦秸秆的利用率，简化了活性炭生态建筑材的制作流程，制得的活性炭生态建筑材坚固，不易损害，还具有较高的吸附特性，能有效吸附PM2.5颗粒并且具有非常高的防辐射性能，本发明生态建筑材料可以应用于装饰材料、建筑材料、工艺品材料、污水处理材料、空气净化材料等众多领域。
Description
技术领域
本发明属于工艺品领域，尤其涉及一种用稻麦秸秆活性炭粉制成的强吸附室内有害气体和PM2.5,高效净化室内空气、吸收电器产品辐射、紫、红外线的生态建筑材料制作方法。
背景技术
我国每年农作物秸秆产量达7亿吨以上，但是这些资源，除极少量用为饲料外大多被焚烧，这既造成了资源的巨大浪费又造成了严重的环境污染。稻麦秸秆中含有大量的碳源，具有较高的利用价值，因此如何有效利用稻麦秸秆，降低污染，提高资源利用率一直是人们力求解决的问题。
近年来人们的生存环境逐渐恶化。汽车尾气、化工厂排放的有毒气体，各种细微颗粒等正在逐步侵蚀我们的生存环境。其主要污染物如下：
一是甲醛，甲醛主要来源于人造木板，主要是生产中使用的胶黏剂。甲醛可以致癌，也可能导致胎儿畸形。国家标准规定，室内每立方米不能超过0.08毫克。
二是苯系物，如苯、甲苯和二甲苯。它存在于油漆、胶以及各种内墙涂料中。由于苯属芳香烃类，人一时不易警觉其毒性，但如果在散发苯气味的密封房间里，人可能在短时间内就会出现头晕、胸闷、恶心、呕吐等症状，若不及时脱离现场便会导致死亡。另外苯也可致癌，引发血液病等，已经被世界卫生组织确定为致癌物质。卫生部2001年制定的《室内空气质量卫生规范》规定室内空气中苯的标准是每立方米小于0.087毫克。
三是氨气，室内氨气主要来源于混凝土防冻剂，北方冬季施工中，为了提高混凝土的强度，在混凝土中加入了含有尿素的防冻剂，房屋建成后，混凝土中的大量氨气释放出来。另外室内空气中的氨也可能来自室内装饰材料，比如家具涂饰所用的添加剂和增白剂大部分都用氨水。氨对人体的危害主要是对呼吸道、眼黏膜及皮肤的损害，出现流泪、头疼、头晕症状等。2001年《民用建筑工程室内环境污染控制规范》室内空气中氨浓度为每立方米低于0.2毫克。
四是氡，氡存在于建筑水泥、矿渣砖和装饰石材以及土壤中。氡对人体的主要为还是导致肺癌，它是除吸烟外的第二大致肺癌病因。我国也制定了氡含量的国家标准，新房标准是小于100BQ/立方米，旧房标准是200BQ/立方米。
人在室内吸烟，也会散发出各种有毒气体如：一氧化碳、氢氰酸、氨及芳香化合物等一系列有毒物质
此外，室外PM2.5的主要来源是工业生产和汽车尾气，而室内室外空气不同，室内气体对室外的部分粉尘和颗粒室内会有一定屏蔽效应，但如果两者都有的某种成分则会在室内叠加。做饭用的燃气、叠被子产生的粉尘是室内独有的；家庭装修及室内吸烟；主妇们习惯把油烧得热热的，以及有些人喜欢吃的烧烤，其中可能会产生的多环芳烃、苯并芘类等物质对健康影响比较大。
另外家用电器会产生对人体不安全的紫、红外线辐射。
而活性炭可以有效吸附甲醛、甲烷、笨、一氧化碳、二氧化碳等化学有害气体及细微颗粒，以及紫、红外线辐射，从而达到有效净化空气，减少环境辐射的效果。活性炭还能调节居室空间湿度，具有吸附催化功能，有效抑制霉菌的繁殖。此外活性炭还具有效去除流行感冒，滤过性病毒等病原传播的功能。
但是目前活性炭大多以炭包的形式出现，外形丑陋，且活性炭容易从炭包中泄露。而将活性炭制作成坚固的块状，并保持其吸附性能，需要比较复杂的工艺和较高的成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明目提供了一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法, 将本公司研制的稻秸秆纤维（专利号：201510070259.8）、糯米交联剂（专利号：201410120073.4）与本公司最新研制的稻麦秸秆活性炭按照一定比例混合，再经过特定的工艺流程，即可得到坚固耐用，保持吸附特性的，且外形美观的稻麦秸秆活性炭生态建筑材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下所示：
一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法，包括以下步骤：
步骤一、混匀原料：将稻麦秸秆活性炭粉65份、稻秸秆纤维20份、糯米交联剂15份充分混匀形成混料；
所述稻麦秸秆活性炭粉的制作方法包括以下步骤：
1-1）稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
1-2）烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
1-3）粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉；
1-4）配比搅拌均匀：按重量份配比，每100份稻麦秸秆粉掺入8份200目活性矾土、5份蛭石搅拌均匀；
1-5）高压成芯棒：将稻麦秸秆粉、蛭石与200目活性矾土搅拌均匀，
然后压制成芯棒；
1-6）炭化：
1-6-1）采用贫氧炉炭化，将芯棒放入贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
1-6-2）初级炭化：升温至250℃，然后打开鼓风机，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共四次；
1-6-3）全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，共2次，然后再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却， 6小时后出炉；
1-7）湿式氧化再生法活性化：将全炭化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃，然后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，活化处理1 小时后缓慢降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-8）清洗：冲洗掉活化后芯棒表面的灰尘和杂质；
1-9）热再生法活性化：把清洗后的芯棒取出，晾10分钟后放进活化炉中，升温达到250℃后，保持1小时，然后缓慢升温，温度降升到400℃后，恒温3小时，然后自然降温，炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-10）研磨：将活性化后的芯棒研磨成100目的粉末；
步骤二、称料：按照用途按工艺的型号和制作数量秤取适量的混料；
步骤三、毛坯热压：将秤取的混料倒入热压模具,用压机进行热压，包括以下步骤：
3-1）在模具中冷成型:将混料倒入热压模具后首先进行冷压，制得压块，所述压块的高度比热压模具的高度高4厘米，所述压块的邵氏硬度≥45；
3-2）第一次热压：将模具加热至150℃，热压15分钟，热压期间排气9次；
3-3）淋水：对热压后的压块进行淋水，每100克热压后的压块淋水量≤10克；
3-4）第二次热压:对热压后淋水的压块进行第二次热压,所述第二次热压的时间为 25分钟,第二次热压的模具比第一次热压的模具高度低0.1厘米，第二次热压后得到毛坯；
3-5）高温增强处理：
对毛坯进行12小时的高温处理，所述高温处理的温度步骤如下：升温至100℃，升温时间为1小时，然后保温1小时；然后升温至150℃，升温时间为2小时，然后保温2小时；然后升温至200℃，升温时间为2小时，然后保温4小时；然后自然降温到常温；
3-6）低温增强处理：
将高温增强处理后的毛坯于-10℃下保温2小时，然后-20℃下保温2小时；后取出毛坯，堆放。
步骤四、毛坯后期处理：根据需要将毛坯制成装饰用品、建筑用品、工艺品、污水处理用品、空气净化用品，所述装饰用品包括背景墙、吊顶、屏风、墙画；所述建筑用品包括隔断砖、装饰砖。
本发明的有益效果是：
本发明利用稻麦秸秆制作活性炭粉，减少了稻麦秸秆对环境的污染，提高了稻麦秸秆的利用率，简化了活性炭生态建筑材的制作流程，制得的活性炭生态建筑材坚固，不易损害，还具有较高的吸附特性，能有效吸附PM2.5颗粒并且具有非常高的防辐射性能，本发明生态建筑材料可以应用于装饰材料、建筑材料、工艺品材料、污水处理材料、空气净化材料等众多领域。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1为实施例的流程示意图；
图2为PM2.5悬浊液直接对实验大鼠气管进行滴注试验肺部图片；
图3为实施例产品对PM2.5悬浊液吸附后对实验大鼠气管进行滴注试验肺部图片。
具体实施方式
本发明结合实施例详细描述如下：
实施例1
如图1所示的一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法，包括以下步骤：
步骤一、混匀原料：将稻麦秸秆活性炭粉65份、稻秸秆纤维20份、糯米交联剂15份充分混匀形成混料；
所述稻麦秸秆活性炭粉的制作方法包括以下步骤：
1-1）稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
1-2）烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
1-3）粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉；
1-4）配比搅拌均匀：按重量份配比，每100份稻麦秸秆粉掺入8份200目活性矾土、5份蛭石搅拌均匀；
1-5）高压成芯棒：将稻麦秸秆粉、蛭石与200目活性矾土搅拌均匀，
然后压制成芯棒；
1-6）炭化：
1-6-1）采用贫氧炉炭化，将芯棒放入贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
1-6-2）初级炭化：升温至250℃，然后打开鼓风机，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共四次；
1-6-3）全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，共2次，然后再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却， 6小时后出炉；
1-7）湿式氧化再生法活性化：将全炭化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃，然后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，活化处理1 小时后缓慢降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-8）清洗：冲洗掉活化后芯棒表面的灰尘和杂质；
1-9）热再生法活性化：把清洗后的芯棒取出，晾10分钟后放进活化炉中，升温达到250℃后，保持1小时，然后缓慢升温，温度降升到400℃后，恒温3小时，然后自然降温，炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-10）研磨：将活性化后的芯棒研磨成100目的粉末；
步骤二、称料：按照用途按工艺的型号和制作数量秤取适量的混料；
步骤三、毛坯热压：将秤取的混料倒入热压模具,用压机进行热压，包括以下步骤：
3-1）在模具中冷成型:将混料倒入热压模具后首先进行冷压，制得压块，所述压块的高度比热压模具的高度高4厘米，所述压块的邵氏硬度为45；
3-2）第一次热压：将模具加热至150℃，热压15分钟，热压期间排气9次；
3-3）淋水：对热压后的压块进行淋水，每100克热压后的压块淋水量为10克；
3-4）第二次热压:对热压后淋水的压块进行第二次热压,所述第二次热压的时间为 25分钟,第二次热压的模具比第一次热压的模具高度低0.1厘米，第二次热压后得到毛坯；
3-5）高温增强处理：
对毛坯进行12小时的高温处理，所述高温处理的温度步骤如下：升温至100℃，升温时间为1小时，然后保温1小时；然后升温至150℃，升温时间为2小时，然后保温2小时；然后升温至200℃，升温时间为2小时，然后保温4小时；然后自然降温到常温；
3-6）低温增强处理：
将高温增强处理后的毛坯于-10℃下保温2小时，然后-20℃下保温2小时；后取出毛坯，堆放。
步骤四、毛坯后期处理：将毛坯制成工艺品。
采用玻璃纤维滤纸来采集室内的细颗粒物PM2.5，将其制成PM2.5悬浊液，将PM2.5悬浊液分成2份，然后用第一份PM2.5悬浊液直接对实验大鼠气管进行滴注试验；第二份PM2.5悬浊液中加入本实施例制得的稻麦秸秆活性炭工艺品对悬浊液吸附一小时后，对实验大鼠气管进行滴注试验，工艺品与PM2.5悬浊液的固液比为1:50； 然后建立肺损伤模型并观测不同对照组的体征、肺重比、各项关键生化指标以及鼠肺损伤度；结果吸附悬浊液后进行滴注试验的实验大鼠肺部各项指数明显优于直接对实验大鼠气管进行滴注试验的实验大鼠肺部指数。结果直接悬浊液如图2和图3所示。
将在本实施例制得的稻麦秸秆活性炭工艺品放置在PM2.5=500的密闭空间中，所述稻麦秸秆活性炭工艺品占据所述密闭空间体积的1%，放置6天后，测得密闭空间中的PM2.5数值降低为62，说明本发明的稻麦秸秆活性炭工艺品可以对PM2.5进行有效的吸附。
实施例2
一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法，包括以下步骤：
步骤一、混匀原料：将稻麦秸秆活性炭粉65份、稻秸秆纤维20份、糯米交联剂15份充分混匀形成混料；
所述稻麦秸秆活性炭粉的制作方法包括以下步骤：
1-1）稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
1-2）烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
1-3）粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉；
1-4）配比搅拌均匀：按重量份配比，每100份稻麦秸秆粉掺入8份200目活性矾土、5份蛭石搅拌均匀；
1-5）高压成芯棒：将稻麦秸秆粉、蛭石与200目活性矾土搅拌均匀，
然后压制成芯棒；
1-6）炭化：
1-6-1）采用贫氧炉炭化，将芯棒放入贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
1-6-2）初级炭化：升温至250℃，然后打开鼓风机，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共四次；
1-6-3）全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，共2次，然后再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却， 6小时后出炉；
1-7）湿式氧化再生法活性化：将全炭化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃，然后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，活化处理1 小时后缓慢降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-8）清洗：冲洗掉活化后芯棒表面的灰尘和杂质；
1-9）热再生法活性化：把清洗后的芯棒取出，晾10分钟后放进活化炉中，升温达到250℃后，保持1小时，然后缓慢升温，温度降升到400℃后，恒温3小时，然后自然降温，炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-10）研磨：将活性化后的芯棒研磨成100目的粉末；
步骤二、称料：按照用途按工艺的型号和制作数量秤取适量的混料；
步骤三、毛坯热压：将秤取的混料倒入热压模具,用压机进行热压，包括以下步骤：
3-1）在模具中冷成型:将混料倒入热压模具后首先进行冷压，制得压块，所述压块的高度比热压模具的高度高4厘米，所述压块的邵氏硬度为60；
3-2）第一次热压：将模具加热至150℃，热压15分钟，热压期间排气9次；
3-3）淋水：对热压后的压块进行淋水，每100克热压后的压块淋水量为8克；
3-4）第二次热压:对热压后淋水的压块进行第二次热压,所述第二次热压的时间为 25分钟,第二次热压的模具比第一次热压的模具高度低0.1厘米，第二次热压后得到毛坯；
3-5）高温增强处理：
对毛坯进行12小时的高温处理，所述高温处理的温度步骤如下：升温至100℃，升温时间为1小时，然后保温1小时；然后升温至150℃，升温时间为2小时，然后保温2小时；然后升温至200℃，升温时间为2小时，然后保温4小时；然后自然降温到常温；
3-6）低温增强处理：
将高温增强处理后的毛坯于-10℃下保温2小时，然后-20℃下保温2小时；后取出毛坯，堆放。
步骤四、毛坯后期处理：将毛坯制成背景墙。
以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (1)
1.一种吸附PM2.5及防辐射用稻麦秸秆活性炭生态建筑材料制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、混匀原料：将稻麦秸秆活性炭粉65份、稻秸秆纤维20份、糯米交联剂15份充分混匀形成混料；
所述稻麦秸秆活性炭粉的制作方法包括以下步骤：
1-1）稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
1-2）烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
1-3）粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉；
1-4）配比搅拌均匀：按重量份配比，每100份稻麦秸秆粉掺入8份200目活性矾土、5份蛭石搅拌均匀；
1-5）高压成芯棒：将稻麦秸秆粉、蛭石与200目活性矾土搅拌均匀，
然后压制成芯棒；
1-6）炭化：
1-6-1）采用贫氧炉炭化，将芯棒放入贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
1-6-2）初级炭化：升温至250℃，然后打开鼓风机，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共四次；
1-6-3）全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，共2次，然后再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却， 6小时后出炉；
1-7）湿式氧化再生法活性化：将全炭化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃，然后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，活化处理1 小时后缓慢降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-8）清洗：冲洗掉活化后芯棒表面的灰尘和杂质；
1-9）热再生法活性化：把清洗后的芯棒取出，晾10分钟后放进活化炉中，升温达到250℃后，保持1小时，然后缓慢升温，温度降升到400℃后，恒温3小时，然后自然降温，炉内温度降到100℃后，打开炉门，进行逐步冷却；
1-10）研磨：将活性化后的芯棒研磨成100目的粉末；
步骤二、称料：按照用途按工艺的型号和制作数量秤取适量的混料；
步骤三、毛坯热压：将秤取的混料倒入热压模具,用压机进行热压，包括以下步骤：
3-1）在模具中冷成型:将混料倒入热压模具后首先进行冷压，制得压块，所述压块的高度比热压模具的高度高4厘米，所述压块的邵氏硬度≥45；
3-2）第一次热压：将模具加热至150℃，热压15分钟，热压期间排气9次；
3-3）淋水：对热压后的压块进行淋水，每100克热压后的压块淋水量≤10克；
3-4）第二次热压:对热压后淋水的压块进行第二次热压,所述第二次热压的时间为 25分钟,第二次热压的模具比第一次热压的模具高度低0.1厘米，第二次热压后得到毛坯；
3-5）高温增强处理：
对毛坯进行12小时的高温处理，所述高温处理的温度步骤如下：升温至100℃，升温时间为1小时，然后保温1小时；然后升温至150℃，升温时间为2小时，然后保温2小时；然后升温至200℃，升温时间为2小时，然后保温4小时；然后自然降温到常温；
3-6）低温增强处理：
将高温增强处理后的毛坯于-10℃下保温2小时，然后-20℃下保温2小时；后取出毛坯，堆放；
步骤四、毛坯后期处理：根据需要将毛坯制成装饰用品、建筑用品、工艺品、污水处理用品、空气净化用品，所述装饰用品包括背景墙、吊顶、屏风、墙画；所述建筑用品包括隔断砖、装饰砖。
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