CN106513004A

CN106513004A - 防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭及其制备方法

Info

Publication number: CN106513004A
Application number: CN201610930599.8A
Authority: CN
Inventors: 赵婷; 安丽花; 王德周; 金彦任; 齐嘉豪; 郭军军; 裴佩; 武越; 邢浩洋; 温宇慧; 周闯
Original assignee: Shanxi Xinhua Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Shanxi Xinhua Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2036-10-31
Also published as: CN106513004B

Abstract

本发明公开了一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，负载有15％～20％（重量）的Cu，1％～6％（重量）的Cl^－，0.1％～5％（重量）的W，0.1％～5％（重量）的V，0.1％～5％（重量）的Ce，2％～8％（重量）的Zr，余量为活性炭。其中，Cu来源于碱式碳酸铜；Cl^－来源于氯化铵、W来源于偏钨酸铵、V来源于偏钒酸铵或偏钒酸锌铵，Ce来源于硝酸铈或氧化铈，Zr来源于硫酸锆或氯氧化锆。载锆浸渍炭采用一定的技术手段和工艺技术在活性炭载体上负载Zr、W、V、Ce、Cu等活性组分，制备得浸渍炭材料具有对HCN、CNCl毒剂一定的防护效果。

Description

防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭及其制备方法

技术领域

本发明涉及防护器材的过滤材料，具体为一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭及制备方法。

背景技术

活性炭及浸渍活性炭作为防护器材的核心过滤材料，是防护器材制造的基础。目前防护装备主要装填材料ASC-T及ASZMT型浸渍炭，主要负载活性组分为Cu、Mo、Zn、Ag及Cr，两种材料虽然防护性能较好，但都存在一定的缺陷。比如ASC-T型浸渍炭中负载的活性组分铬对人体有害，而且在制备过程中会造成环境污染，美国职业安全和卫生局从1990年开始就不再为装填含铬浸渍炭的防毒面具签发使用许可证；ASZM-T型浸渍炭是最新研制的无铬型浸渍炭，该材料极大地改进了防护装备的生理性能，保证了佩戴人员的安全，但同时也存在一些问题：首先该浸渍炭的稳定性较差，对低沸点、小分子毒剂的防护能力较差；其次ASZM-Ｔ型浸渍炭负载了较大比重的金属活性组分Mo ，尽管Mo对CNCl和HCN净化发挥一定作用，但是大分子Mo浸渍比重越大，会占据载体活性炭的大量孔隙，不仅影响材料的综合防护性能，限制活性组分之间的协同作用，而且Mo的价格较高造成ASZM-T型浸渍炭的成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型载锆浸渍炭的制备方法，并且该浸渍炭具有对HCN、CNCl一定的净化能力。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，负载有15％～20％（重量）的Cu，1％～6％（重量）的Cl^－，0.1％～5％（重量）的W，0.1％～5％（重量）的V，0.1％～5％（重量）的Ce，2％～8％（重量）的Zr，余量为活性炭。

其中，Cu来源于碱式碳酸铜；Cl^－来源于氯化铵、W来源于偏钨酸铵（（NH₄）H₂W₁₂O₄₀）、V来源于偏钒酸铵或偏钒酸锌铵，Ce来源于硝酸铈或二氧化铈，Zr来源于硫酸锆或二氯氧化锆。

上述防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭的制备方法，如下：

按照设计比重称取金属盐，将称好的金属盐溶解到去离子水和氨水的混合溶液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液；用等量浸渍的方法将上述配置好的浸渍液均匀倒入活性炭载体中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置1～4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h即可获得该浸渍炭，热气流温度采用程序加温的方式升温至100～160℃。

本发明采用等量浸渍法和热空气气流活化的方法在活性炭载体材料上担载活性成分Cu、Zr、Ce、W、V等，赋予浸渍活性炭一定的催化反应活性，具有对HCN、CNCl一定的防护能力。本发明提供的浸渍炭不含有有害物质金属Cr，同时回避了强酸性的Mo等组分对其它组份之间协同作用的影响，而是采用特种化学功能材料作为浸渍剂。

与现有材料相比，该发明提供的浸渍炭负载活性组分种类有较大的变化，选择特种化学功能材料作为浸渍剂并且通过一定的技术手段和工艺赋予其催化反应活性。

HCN、CNCl毒剂，目前的防护材料主要是SAC-T型及ASZM-Ｔ型浸渍炭，本发明提供的浸渍炭，具有对HCN、CNCl一定的防护能力，同时其负载组分为常见的化学功能材料，制备工艺简单易实现批量生产，因此本发明提供的浸渍炭作为毒剂的防护材料有较大的市场和实际应用价值。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，以活性炭重量计，负载有15％的Cu，2％的Cl^－，0. 5％的W，5％的V，2％的Ce，4％的Zr，余量为活性炭。

制备方法如下：

称取13g碱式碳酸铜，1.5g氯化铵，0.3g偏钨酸铵，5.7g偏钒酸铵，3.2g硝酸铈，7.7g硫酸锆，按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得样品G-1，热气流温度采用程序加温的方式升温至140℃。

实施例2

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，以活性炭重量计，负载有18％的Cu，6％的Cl^－，1％的W，4％的V，0.1％的Ce，2％的Zr，余量为活性炭。

制备方法如下：

称取15.5g碱式碳酸铜，4.5g氯化铵，0.7g偏钨酸铵，4.5g偏钒酸铵，0.15g硝酸铈，3.8g硫酸锆，按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得样品G-2，热气流温度采用程序加温的方式升温至135℃。

实施例3

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，以活性炭重量计，负载有20％的Cu，1％的Cl^－，5％的W，1.5％的V，1％的Ce，6％的Zr，余量为活性炭。

制备方法如下：

称取17g碱式碳酸铜，0.75g氯化铵，3.3g偏钨酸铵，1.7g偏钒酸铵，0.6g氧化铈，11.5g硫酸锆，按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得样品G-3，热气流温度采用程序加温的方式升温至155℃。

对比例1

称取3g硫酸锆，5g碳酸铵按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得样品G-4，热气流温度采用程序加温的方式升温至155℃。

将上述制成的各样品G-1、 G-2 、G-3、G-4进行HCN和CNCl防护性能测试。评价条件为：试验温度(20±3)℃，相对湿度(50±3)％，气流比速为0.25L/min.cm²，床层高度为2cm，HCN毒剂初始浓度8.0mg/L，CNCL毒剂初始浓度9.0mg/L。防护时间测试结果见表1。

表1

实施例4

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，以活性炭重量计，负载有16％的Cu，5％的Cl^－，3％的W，0.1％的V，4％的Ce，5％的Zr，余量为活性炭。

制备方法如下：

称取13.8g，碱式碳酸铜，0.75g氯化铵，2.0g偏钨酸铵，0.1g偏钒酸铵，2.5g氧化铈，5.0g二氯氧化锆（其中，Cl^－来源于氯化铵和二氯氧化锆），按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得活性炭，热气流温度采用程序加温的方式升温至155℃。

实施例5

一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，以活性炭重量计，负载有20％的Cu，4％的Cl^－，0.1％的W，0.5％的V，5％的Ce，8％的Zr，余量为活性炭。

制备方法如下：

称取17g，碱式碳酸铜，3.0g氯化铵，0.1g偏钨酸铵，0.5g偏钒酸铵，7.8g硝酸铈，15.5g硫酸锆，按次序逐渐加入50mL氨水和5mL去离子水的混合液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液，将配置好的浸渍液倒入盛有50g活性炭的烧杯中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h制得活性炭，热气流温度采用程序加温的方式升温至155℃。

载锆浸渍炭采用一定的技术手段和工艺技术在活性炭载体上负载Zr、W、V、Ce、Cu等活性组分，制备得浸渍炭材料具有对HCN、CNCl毒剂一定的防护效果。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims

1.一种防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，其特征在于：以椰壳破碎活性炭为载体骨架材料，负载有15％～20％（重量）的Cu，1％～6％（重量）的Cl^－，0.1％～5％（重量）的W，0.1％～5％（重量）的V，0.1％～5％（重量）的Ce，2％～8％（重量）的Zr，余量为活性炭。

2.根据权利要求1所述的防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭，其特征在于：Cu来源于碱式碳酸铜；Cl^－来源于氯化铵、W来源于偏钨酸铵、V来源于偏钒酸铵或偏钒酸锌铵，Ce来源于硝酸铈或氧化铈，Zr来源于硫酸锆或氯氧化锆。

3.一种权利要求2所述的防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭的制备方法，其特征在于：按照设计比重称取金属盐，将称好的金属盐溶解到去离子水和氨水的混合溶液中，在60～80℃下充分搅拌溶解以获得浸渍液；用等量浸渍的方法将上述配置好的浸渍液均匀倒入活性炭载体中，并不断搅拌，待浸渍充分完全后，将混合料装入密封袋内，静置1～4h 后将混合料置于热的空气气流中干燥活化24h即可获得该浸渍炭。

4.根据权利要求3所述的防护HCN、CNCl毒剂的载锆浸渍炭的制备方法，其特征在于：热气流温度100～160℃。