CN105396556A - 一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法，具体包括以下步骤：1）将松塔破碎，得到松塔颗粒；2）除去松塔颗粒中的杂质，充分干燥，取出冷却至室温，得到干松塔颗粒；3）取一部分干松塔颗粒加入炭化炉，炭化活化，冷却至室温，得炭化活化松塔颗粒；4）将干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒混合均匀，得到高效甲醛吸附剂。本发明的高效甲醛吸附剂吸附能力强、吸附速率快、效率高，所选用的原料为林业废弃物松塔，松塔含有单宁和黄酮等多酚类有益物质，充分利用了其天然的吸附性能和药理价值，变废为宝，制备工艺简单，无化学改性带来的二次污染，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法。
背景技术
目前，常利用吸附剂的吸附作用实现空气中甲醛的净化，净化效果由吸附剂的性能决定。常用的吸附剂制备成本相对较高，再生困难，限制了其大规模应用。近年来，国内外的研究重点都集中在研发相对廉价、切实有效的新型材料，如各类生物材料。和活性炭吸附剂相比，虽然生物材料吸附量相对较小，但其取材容易、来源广，林业废料就是其中重要的原料之一。因此，生物材料在吸附应用方面具有很好的开拓前景。
我国作为林业大国，据第八次全国森林清查可知，全国森林面积为2.08亿公顷，森林蓄积量为151.37亿立方米，森林覆盖率为21.63%，森林总量持续增长，每天产生的林业废料数量巨大。大部分的林业废料通过直接燃烧或者随意丢弃等方式处理，不仅造成资源浪费，还污染了环境。因此，越来越多的国内外专家通过对天然林业废料进行简单的处理，制备吸附剂，用以处理环境的污染物。已有相关的文献表明，这类新型的吸附剂在环境治理时效果良好。根据目前已知文献记载，现阶段林业废料多用于处理废水中的重金属，仅有少部分是用于净化环境中的废气污染物。如杨磊、胡玉娟等以木竹制备活性炭，探讨其甲醛吸附性能。而廖益强等则以木竹屑为原料炭化制备成脱臭剂，用以处理氨气。
松树作为松科植物的统称，常绿乔木，稀为灌木，本属约有80种，主要分布在北半球地区。中国是除北美以外拥有松树种类最多的国家。在我国有22个种，10个变种，引入16种，几乎遍布全国。据国家林业部1995年统计，其在我国国土绿化面积的占有率约60%，如红松、马尾松、云南松、油松、华山松、湿地松、火炬松等，均在造林更新上具有重要地位，具有巨大的应用前景。
甲醛是室内主要污染物之一，严重威胁人体的健康。松塔作为主要的林业废料之一，目前尚未充分利用。研究表明，松塔等林业废料由于其孔隙结构和表面化学物质而具有优异的吸附性能，同时其含有单宁和黄酮等多酚类物质更是对健康有益。因此，本发明通过简单的工艺处理，在尽量减少能源消耗以及化学改性带来的二次污染的基础上，充分利用林业废料松塔的吸附性能和药理价值，实现室内甲醛净化及废弃物资源化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法，包括以下步骤：
1)将松塔破碎，得到松塔颗粒；
2)除去松塔颗粒中的杂质，再放入干燥箱中充分干燥，得到干松塔颗粒；
3)取一部分干松塔颗粒加入炭化炉，炭化活化，得到炭化活化松塔颗粒；
4)将干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒混合均匀，得到高效甲醛吸附剂。
步骤1）所述松塔为湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的混合物。
所述湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的质量比为（2～5）：（1～3）：（1～3）。
步骤1）所述松塔颗粒的粒径为3～25mm。
步骤2）中的干燥温度为100～120℃，干燥时间为4～10小时。
步骤3）中的炭化活化温度为300～600℃，炭化活化时间为1～3小时。
步骤4）所述干松塔颗粒、炭化活化松塔颗粒的质量比为（1～3）：（5～10）。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的高效甲醛吸附剂吸附能力强、吸附速率快、效率高；
（2）本发明的高效甲醛吸附剂以林业废弃物松塔为原料，松塔含有单宁和黄酮等多酚类有益物质，充分利用了其天然的吸附性能和药理价值，变废为宝；
（3）本发明的高效甲醛吸附剂制备工艺简单，未使用化学药品进行改性，在保证产品优异吸附性能的同时，不仅节约了生产成本，还避免了化学改性带来的二次污染；
（4）本发明的高效甲醛吸附剂将烘干松塔和炭化活化松塔按一定比例混合，烘干松塔最大程度的保留了松塔的有益成分，可以充分发挥其药理价值，经炭化活化处理的松塔具有优异的吸附性能，可以高效吸附甲醛等，同时其仍具有一定的药理价值。
具体实施方式
一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法，包括以下步骤：
1)将松塔破碎，得到松塔颗粒；
2)除去松塔颗粒中的杂质，再放入干燥箱中充分干燥，得到干松塔颗粒；
3)取一部分干松塔颗粒加入炭化炉，炭化活化，得到炭化活化松塔颗粒；
4)将干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒混合均匀，得到高效甲醛吸附剂。
优选的，步骤1）所述松塔为湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的混合物。
优选的，所述湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的质量比为（2～5）：（1～3）：（1～3）。
优选的，步骤1）所述松塔颗粒的粒径为3～25mm。
优选的，步骤2）中的干燥温度为100～120℃，干燥时间为4～10小时。
优选的，步骤3）中的炭化活化温度为300～600℃，炭化活化时间为1～3小时。
优选的，步骤4）所述干松塔颗粒、炭化活化松塔颗粒的质量比为（1～3）：（5～10）。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
1）选取湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔三种松塔粉碎至粒径约3～25mm，按重量比例2:1:1混合，得到松塔颗粒；
2）除去松塔颗粒中明显的砂粒、石块等杂质，放入干燥箱中110℃干燥6小时后取出冷却至室温，得到干松塔颗粒；
3）取一部分干松塔颗粒加入炭化炉，400℃炭化活化1.5小时，自然冷却至室温，得炭化活化松塔颗粒；
4）将干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒按质量比1:5混合均匀，得到高效甲醛吸附剂。
产品性能测试：根据国家相关标准（GB50325-2010）对测试舱的材料建造及运行条件要求，采用96L（40cm×40cm×60cm）的环境测试箱进行吸附试验，温度为23±1℃，湿度为45.0±5%，吸附产品取量16g。
经测定：在甲醛浓度为0.650±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.42±0.50μg/g，将甲醛从初始浓度0.650±0.050mg/m3降低至国家标准（GBT18883-2002）0.1mg/m3，用时约62分钟；
在甲醛浓度为0.320±0.030mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.62±0.52μg/g，将甲醛从初始浓度0.320±0.030mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约40分钟。
实施例2：
同实施例1的操作方法，将步骤3）的炭化活化条件改为：300℃炭化活化3小时。
经测定：在甲醛浓度为0.658±0.066mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.53±0.32μg/g，将甲醛从初始浓度0.658±0.066mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约58分钟；
在甲醛浓度为0.299±0.033mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.55±0.62μg/g，将甲醛从初始浓度0.299±0.033mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约36分钟。
实施例3：
同实施例1的操作方法，将步骤3）的炭化活化条件改为：600℃活化炭化1小时。
经测定：在甲醛浓度为0.710±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.72±0.58μg/g，将甲醛从初始浓度0.710±0.050mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约70分钟；
在甲醛浓度为0.350±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.78±0.39μg/g，将甲醛从初始浓度0.350±0.050mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约45分钟。
实施例4：
同实施例1的操作方法，将步骤1）中的湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的重量比改为5:3:3。
经测定：在甲醛浓度为0.760±0.055mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达4.02±0.68μg/g，将甲醛从初始浓度0.760±0.055mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约56分钟；
在甲醛浓度为0.330±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.72±0.51μg/g，将甲醛从初始浓度0.330±0.050mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约38分钟。
实施例5：
同实施例1的操作方法，将步骤1）中的湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的重量比改为7:3:3，将步骤2）的干燥条件改为：120℃干燥4小时。
经测定：在甲醛浓度为0.750±0.040mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达4.14±0.68μg/g，将甲醛从初始浓度0.750±0.040mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约50分钟；
在甲醛浓度为0.350±0.022mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.74±0.51μg/g，将甲醛从初始浓度0.350±0.022mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约38分钟。
实施例6：
同实施例1的操作方法，将步骤1）中的湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的重量比改为5:1:1。
经测定：在甲醛浓度为0.690±0.035mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.66±0.29μg/g，将甲醛从初始浓度0.690±0.035mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约60分钟；
在甲醛浓度为0.335±0.022mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.61±0.75μg/g，将甲醛从初始浓度0.335±0.022mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约40分钟。
实施例7：
同实施例1的操作方法，将步骤1）中的湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的重量比改为2:3:3。
经测定：在甲醛浓度为0.700±0.030mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.66±0.66μg/g，将甲醛从初始浓度0.700±0.030mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约69分钟；
在甲醛浓度为0.310±0.053mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.58±0.27μg/g，将甲醛从初始浓度0.310±0.053mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约40分钟。
实施例8：
同实施例1的操作方法，将步骤2）的干燥条件改为：100℃干燥10小时，将步骤4）中的干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒的重量比改为3:10。
经测定：在甲醛浓度为0.650±0.035mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.40±0.50μg/g，将甲醛从初始浓度0.650±0.035mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约75分钟；
在甲醛浓度为0.340±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.75±0.43μg/g，将甲醛从初始浓度0.340±0.050mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约50分钟。
实施例9：
同实施例1的操作方法，将步骤4）中的干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒的重量比改为2:7。
经测定：在甲醛浓度为0.680±0.020mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.56±0.52μg/g，将甲醛从初始浓度0.680±0.020mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约75分钟；
在甲醛浓度为0.336±0.040mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.77±0.43μg/g，将甲醛从初始浓度0.336±0.040mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约50分钟。
实施例10：
同实施例1的操作方法，将步骤4）中的干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒的重量比改为1:10。
经测定：在甲醛浓度为0.690±0.050mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.74±0.63μg/g，将甲醛从初始浓度0.690±0.050mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约60分钟；
在甲醛浓度为0.340±0.055mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.78±0.35μg/g，将甲醛从初始浓度0.340±0.055mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约35分钟。
实施例11：
同实施例1的操作方法，将步骤4）中的干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒的重量比改为3:5。
经测定：在甲醛浓度为0.700±0.020mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在150分钟内甲醛吸附量可达3.75±0.36μg/g，将甲醛从初始浓度0.700±0.020mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约80分钟；
在甲醛浓度为0.360±0.030mg/m3时，单位质量的高效甲醛吸附剂在120分钟内甲醛吸附量可达1.91±0.51μg/g，将甲醛从初始浓度0.360±0.030mg/m3降低至国家标准0.1mg/m3，用时约48分钟。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用松塔制备高效甲醛吸附剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将松塔破碎，得到松塔颗粒；
2）除去松塔颗粒中的杂质，再放入干燥箱中充分干燥，得到干松塔颗粒；
3）取一部分干松塔颗粒加入炭化炉，炭化活化，得到炭化活化松塔颗粒；
4）将干松塔颗粒和炭化活化松塔颗粒混合均匀，得到高效甲醛吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所述松塔为湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的混合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述湿地松松塔、马尾松松塔、油松松塔的质量比为（2～5）：（1～3）：（1～3）。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所述松塔颗粒的粒径为3～25mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中的干燥温度为100～120℃，干燥时间为4～10小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中的炭化活化温度为300～600℃，炭化活化时间为1～3小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4）所述干松塔颗粒、炭化活化松塔颗粒的质量比为（1～3）：（5～10）。
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| Date | Code | Title | Description |
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