CN105032345A - 负离子活性炭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负离子活性炭，所述负离子活性炭中的原料按质量百分比包括活性炭50-98％和负离子材料1.6-50％。本发明还提供了该负离子活性炭的制备方法：按照质量百分比对活性炭、负离子材料进行称量；将称量后的活性炭、负离子材料搅拌5-60分钟，且混合均匀，得到负离子活性炭。本发明提供的负离子活性炭中的负离子材料所释放的负离子能够将有毒有害物质分解为无毒无害的物质或小分子物质，同时还具有去除有害气体、灰尘、病毒以及细菌等的作用，使得活性炭不用吸收所有有害杂质，从而提高活性炭的使用效率，延长活性炭的使用周期，进而解决活性炭使用周期短的问题。

Description

负离子活性炭及其制备方法

技术领域

本发明涉及活性炭技术领域，更为具体地说，涉及负离子活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭又称活性炭黑，是一种黑色的无定形碳。活性炭具有多孔结构的孔隙且有很大表面积，其多孔结构的孔隙具有很强的吸附能力，且由于活性炭的表面积很大，所以能够与气体、液体、蒸汽以及固态胶体等充分接触，从而将气体、液体、蒸汽以及固态胶体等吸附到活性炭中。同时活性炭也可以去除溶解性的有机物质、微生物、病毒以及一定量的重金属，并能够脱色、除臭、净化空气。因此，活性炭被广泛的应用于工业、农业、医药、水处理、空气净化以及防毒面具等领域。

但现有的活性炭吸附材料仅仅是依靠活性炭本身的多孔结构的孔隙对需要去除的物质进行吸附，尽管活性炭本身的多孔结构的孔隙较多，但是孔隙的数量毕竟有限，因而，活性炭只能吸附一定量的物质，且随着吸附时间的延长，吸附的速率逐渐降低，因此，现有的活性炭存在吸附量小、使用周期短的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种负离子活性炭及其制备方法，以解决背景技术所述的活性炭使用周期短的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种负离子活性炭，所述负离子活性炭中的原料按质量百分比包括活性炭50-98％和负离子材料1.6-50％。

优选地，所述活性炭为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、块状活性炭或蜂窝状活性炭中的一种或多种。

优选地，所述负离子材料为由矿物原料制备的无机盐类及氧化物负离子材料或能够释放小分子负离子及远红外线的硅胶体。

优选地，所述矿物原料包括电气石、奇冰石和蛋白石等。

优选地，所述负离子活性炭还包括质量百分比小于0.4％的辅助材料。

优选地，所述辅助材料为表面活性剂、远红外线材料或贵金属材料。

本发明还提供了一种负离子活性炭的制备方法，所述负离子活性炭的制备方法包括：

S01：按照质量百分比对活性炭、负离子材料进行称量；

S02：将称量后的活性炭、负离子材料搅拌5-60分钟，且混合均匀，得到负离子活性炭。

优选地，所述步骤S02中的所述将称量后的活性炭、负离子材料搅拌5-60分钟包括：将负离子材料溶于水中并配制成负离子材料水溶液，将称量后的活性炭浸泡于所述负离子材料水溶液中搅拌5-60分钟。

优选地，所述负离子活性炭的制备方法还包括在步骤S01中添加质量百分比小于0.4％的辅助材料。

本发明提供的负离子活性炭中的原料按质量百分比包括活性炭50-98％和负离子材料1.6-50％。本发明提供的负离子活性炭中的负离子材料所释放的负离子能够将有毒有害物质分解为无毒无害的物质或小分子物质，例如分解醛、胺等。同时，负离子能够使细菌蛋白质两级性颠倒，从而使得细菌生存能力下降或致死，进而达到去除有害气体、灰尘、病毒以及细菌等的作用。本发明提供的负离子活性炭在利用活性炭本身所具备的吸附作用进行去除有害气体、病毒等物质时，可以在通过负离子材料去除掉部分有害物质的同时，活性炭对分解后的小分子物质或杀死的病毒或细菌进行吸收，充分发挥了负离子材料和活性炭的协同作用，从而减轻活性炭的吸附负担，进而提高活性炭的使用效率，最终使得活性炭的使用周期延长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的负离子活性炭制备方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供的负离子活性炭及其制备方法，解决了活性炭使用周期短的问题。

本发明提供的负离子活性炭中的原料按质量百分比包括活性炭50-98％和负离子材料1.6-50％。

其中，活性炭的主要原料可以是富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳兽骨、植物酸解渣等。本发明中的活性炭可以选用粉末状活性炭、颗粒状活性炭、块状活性炭或蜂窝状活性炭中的一种。粉末状活性炭具有发达的中孔结构、杂质少、纯度高、吸附容量大、脱色力强、滤速快的特性；颗粒状活性炭具有发达的孔隙结构、良好的吸附性能、机械强度高、易反复再生且造价低的特性；块状活性炭具有较高的密度、较高的孔率的特性；蜂窝状活性炭具有比表面积大、通孔阻力小、微孔发达、高吸附容量、使用寿命长的特性。因此，在具体的实施过程中，可以根据活性炭的使用环境不同、使用目的不同，选择不同的活性炭或几种不同组合的活性炭。

本发明提供的负离子活性炭中的负离子材料为由电气石、奇冰石和蛋白石等矿物原料制备的无机盐类及氧化物类负离子材料或能够释放小分子负离子及远红外线的硅胶体，其中，电气石、奇冰石和蛋白石等矿物原料制备的无机盐类及氧化物类负离子材料能够释放负离子。该硅胶体由硅胶主料、电气石粉、负离子粉、远红外线粉、载银二氧化钛、载银沸石、载银磷酸锆和麦饭石等构成。在本发明中硅胶体可以使用粉末状硅胶体、纤维状硅胶体、颗粒状硅胶体以及其他形状的硅胶体，本发明不对所使用硅胶体的形状进行限定，只要是在活性炭中加入由硅胶主料、电气石粉、负离子粉、远红外线粉等制备成的硅胶体都在本发明的保护范围内。

本发明提供的负离子活性炭中的无机盐类及氧化物类负离子材料或硅胶体所释放的负离子能够将有毒有害物质分解为无毒无害的物质或小分子物质。同时，负离子能够使细菌蛋白质两级性颠倒，从而使得细菌生存能力下降或致死，进而达到去除有害气体、灰尘、病毒以及细菌等的作用。本发明提供的负离子活性炭在利用活性炭本身所具备的吸附作用进行去除有害气体、病毒等物质时，可以在通过负离子材料去除掉部分有害物质的同时，活性炭对分解后的小分子物质或杀死的病毒或细菌进行吸收，充分发挥了负离子材料和活性炭的协同作用，从而减轻活性炭的吸附负担，进而提高活性炭的使用效率，最终使得活性炭的使用周期延长，且吸附的更干净更彻底。

同时，奇冰石本身也具有较强的吸附力，因此由电气石、奇冰石和蛋白石等矿物原料制备的无机盐类及氧化物类负离子材料除了通过释放小分子负离子来减轻活性炭的负担，也可以通过本身的吸附特性吸附杂质，并进一步减轻活性炭的负担。

本发明提供的负离子活性炭除活性炭和负离子材料之外，还添加有质量百分比小于0.4％的辅助材料。该辅助材料可以为表面活性剂、远红外线材料或贵金属材料。该表面活性剂为不能与金属离子发生反应生成沉淀物的表面活性剂，该表面活性剂可以是阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂等，如肪醇聚氧乙烯醚(PrimaryAlcobolEthoxylate，即AEO)、烷基酚聚氧乙烯醚(AlkylphenolEthoxylates，即APEO)等。远红外线材料可以是负离子粉砭石、生物炭、玉石等。贵金属材料可以为金、银、铂、钯等元素。当负离子材料为水溶性负离子材料且在制备负离子活性炭时添加表面活性剂可以增加水溶液与活性炭的亲和力，从而提高活性炭和水溶性负离子材料在水中混合程度，进而负离子活性炭能够达到更好地使用效果。远红外线材料与电气石、奇冰石和蛋白石等矿物原料接触时能够将空气中的微粒子离子化，制造出负离子，从而提高负离子活性炭中负离子的含量。金、银、铂的贵金属具有催化有机物氧化和杀菌的功能，进一步降低了活性炭的吸附负担。

请参考图1，图1示出了本发明提供的负离子活性炭制备方法的流程图。

本发明提供了负离子活性炭的制备方法，该制备方法为按照质量百分比对活性炭、负离子材料和辅助材料进行称量；称量后，将活性炭、负离子材料和辅助材料机械搅拌5-60分钟，且混合均匀，最后得到制备好的负离子活性炭。负离子材料为水溶性负离子材料时，需要先将负离子材料溶于水中并配制成负离子材料水溶液，将称量后的活性炭浸泡于所述负离子材料水溶液中搅拌5-60分钟后，得到制备好的负离子活性炭。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

块状活性炭：90％，水溶性负离子盐：9.9％，AEO：0.1％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S101：按照质量百分比对块状活性炭、水溶性负离子盐和AEO进行称量；

S102：将称量后的水溶性负离子盐和AEO溶解于水中并配制成一定浓度的负离子盐水溶液；

S103：将称量后的块状活性炭放入上述负离子盐水溶液中机械搅拌10分钟；

S104：搅拌结束后，使用离心机甩干，并放入200℃的干燥箱中烘干，得到负离子活性炭。

在上述步骤S102中所配制成的负离子盐水溶液的浓度可以为任意浓度，本发明不对负离子盐水溶液的浓度进行限定。

实施例2

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

蜂窝状活性炭：91％，水溶性负离子盐：8.8％，AEO：0.2％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S201：按照质量百分比对蜂窝状活性炭、水溶性负离子盐和AEO进行称量；

S202：将称量后的水溶性负离子盐和AEO溶解于水中并配制成一定浓度的负离子盐水溶液；

S203：将称量后的蜂窝状活性炭放入上述负离子盐水溶液中机械搅拌5分钟；

S204：搅拌结束后，使用离心机甩干，并放入200℃的干燥箱中烘干，得到负离子活性炭。

在上述步骤S202中所配制成的负离子盐水溶液的浓度可以为任意浓度，本发明不对负离子盐水溶液的浓度进行限定。

实施例3

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

颗粒状活性炭：54.9％，非水溶性负离子盐：45％，银粉：0.1％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S301：按照质量百分比对颗粒状活性炭、非水溶性负离子盐和银粉进行称量；

S302：将称量后的颗粒状活性炭、非水溶性负离子盐和银粉放入搅拌机内搅拌15分钟，并搅拌均匀，最后得到负离子活性炭。

实施例4

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

颗粒状活性炭：61.7％，非水溶性负离子盐：38％，银粉：0.3％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S401：按照质量百分比对颗粒状活性炭、非水溶性负离子盐和银粉进行称量；

S402：将称量后的颗粒状活性炭、非水溶性负离子盐和银粉放入搅拌机内搅拌20分钟，并搅拌均匀，最后得到负离子活性炭。

实施例5

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

粉末状活性炭：98％，粉末状负离子硅胶体：2％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S501：按照质量百分比对粉末状活性炭和硅胶体进行称量；

S502：将称量后的颗粒状活性炭、粉末状负离子硅胶体放入搅拌机内搅拌30分钟，并搅拌均匀，最后得到负离子活性炭。

实施例6

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

粉末状活性炭：90％，纤维状负离子硅胶体：10％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S601：按照质量百分比对粉末状活性炭和硅胶体进行称量；

S602：将称量后的颗粒状活性炭、纤维状负离子硅胶体放入搅拌机内搅拌30分钟，并搅拌均匀，最后得到负离子活性炭。

实施例7

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

粉末状活性炭：50％，纤维状负离子硅胶体：50％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S701：按照质量百分比对粉末状活性炭和硅胶体进行称量；

S702：将称量后的颗粒状活性炭、纤维状负离子硅胶体放入搅拌机内搅拌30分钟，并搅拌均匀，最后得到负离子活性炭。

实施例8

本发明提供的负离子活性炭的原料按照质量百分比为：

块状活性炭：74.8％，蜂窝状活性炭：23.4％，水溶性负离子盐：1.6％，AEO：0.2％。

上述负离子活性炭的制备方法为：

S801：按照质量百分比对块状活性炭、蜂窝状活性炭、水溶性负离子盐和AEO进行称量；

S802：将称量后的水溶性负离子盐和AEO溶解于水中并配制成一定浓度的负离子盐水溶液；

S803：将称量后的块状活性炭和蜂窝状活性炭放入上述负离子盐水溶液中机械搅拌60分钟；

S804：搅拌结束后，使用离心机甩干，并放入200℃的干燥箱中烘干，得到负离子活性炭。

在上述步骤S702中所配制成的负离子盐水溶液的浓度可以为任意浓度，本发明不对负离子盐水溶液的浓度进行限定。

以上所述的本发明实施方式仅是本发明的部分实施例，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种负离子活性炭，其特征在于，所述负离子活性炭中的原料按质量百分比包括活性炭50-98％和负离子材料1.6-50％。

2.根据权利要求1所述的负离子活性炭，其特征在于，所述活性炭为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、块状活性炭或蜂窝状活性炭中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的负离子活性炭，其特征在于，所述负离子材料为由矿物原料制备的无机盐类及氧化物类负离子材料或能够释放小分子负离子及远红外线的硅胶体。

4.根据权利要求3所述的负离子活性炭，其特征在于，所述矿物原料包括电气石、奇冰石和蛋白石。

5.根据权利要求1所述的负离子活性炭，其特征在于，所述负离子活性炭还包括质量百分比小于0.4％的辅助材料。

6.根据权利要求5所述的负离子活性炭，其特征在于，所述辅助材料为表面活性剂、远红外线材料或贵金属材料。

7.一种负离子活性炭的制备方法，其特征在于，所述负离子活性炭的制备方法包括：

S01：按照权利要求1所述的质量百分比对活性炭、负离子材料进行称量；

S02：将称量后的活性炭、负离子材料搅拌5-60分钟，且混合均匀，得到负离子活性炭。

8.根据权利要求7所述的负离子活性炭，其特征在于，所述步骤S02中的所述将称量后的活性炭、负离子材料搅拌5-60分钟包括：

将负离子材料溶于水中并配制成负离子材料水溶液，将称量后的活性炭浸泡于所述负离子材料水溶液中搅拌5-60分钟。

9.根据权利要求7所述的负离子活性炭，其特征在于，所述负离子活性炭的制备方法还包括：

在步骤S01中添加如照权利要求5所述的质量百分比的辅助材料。