CN108704606A - 一种甲醛吸附剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甲醛吸附剂的制备方法，属于空气净化技术领域。其将MOR分子筛与硫酸锰水溶液混合均匀，置于马弗炉中进行焙烧，自然冷却至室温，即得到MnO2‑MOR；将制备所得的MnO2‑MOR置于硝酸铜溶液中进行离子交换，即得产品甲醛吸附剂。本发明采用直接焙烧的方法将MnO2置于MOR分子筛的孔道中，再通过离子交换的方法将铜离子置换出钠离子，使得铜离子置于分子筛的孔道中，从而使得甲醛吸附率和吸附速率提高。该吸附剂与现有的甲醛吸附剂相比，该吸附剂吸附甲醛能力较强，饱和吸附量大，吸附彻底，不会产生二次释放，制备工艺简单。

Description

一种甲醛吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种甲醛吸附剂的制备方法，具体涉及一种用于室内及汽车的甲醛吸附剂的制备方法，属于空气净化技术领域。
背景技术
室内的环境质量会直接影响人体健康状况。据相关数据统计，全球近一半的人生活在有污染的室内空气中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。国际有关组织调查发现，全球30%以上的新建或重建的建筑物内的空气中，都存在对人们身体健康不利的有害物质，室内空气污染已被列入对公众健康影响最大的5个环境因素之一，其中甲醛为典型污染物质。
甲醛是一种无色易溶且具有高生物活性和潜在致癌性的微刺激性气体，其对人体的危害具有长期性、潜伏性和隐蔽性的特点。甲醛对人体具有急性毒作用，主要表现为对眼睛、皮肤、粘膜的刺激，由此产生眼痛、流泪、皮炎等症状。长期慢性吸入浓度为0.45mg/m3的甲醛可导致慢性呼吸道疾病增加；吸入高浓度甲醛（>60mg/m3）可导致肺炎，喉和肺水肿、支气管痉挛、喘息、泡沫痰甚至呼吸循环衰竭致死。室内空气中的甲醛来源主要包括：
（1）护墙板、天花板等装饰材料的各类脲醛树脂胶人造板, 比如胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等；
（2）含有甲醛成分并有可能向外界散发的各类装饰材料，如墙布、墙纸、油漆和涂料等；
（3）有可能散发甲醛的室内陈列及生活用品，如家具、化纤地毯和泡沫塑料等。
日本横滨国立大学的研究表明，室内甲醛的释放期最短为3年，最长为15年，通常为5~8年，其对人体长期产生的累积危害性影响不容忽视。近些年，国内经济建设发展和生活水平的日益提高，提高了人们对生活工作休闲场所装潢水平的要求，但同时也加大了装潢材料中甲醛对人体健康的危害程度。据估计，人的一生中大约有90%的时间是在室内度过的，其中60%的时间是在家中度过的。孙德桥曾对天津市内部分新装修住宅进行了测试，所检测的200个样品中甲醛超标率达到了86%，其中浓度最高的为4.01mg/m3，超标近40倍。
目前，空气中甲醛污染的净化技术大部分利用活性炭作为吸附剂，其比表面积大，吸附能力较强，但是由于活性炭是非极性吸附剂，因此对非极性物质的吸附能力较强，对极性物质的吸附能力较小，因此对甲醛的吸附效果不明显，无法使室内空气达到净化要求。因此急需开发一种新型高效的甲醛吸附剂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种吸附量大，吸附率高，吸附较彻底，工艺简单的甲醛吸附剂的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，本发明吸附剂采用MOR分子筛做载体，通过与硫酸锰水溶液均匀混合，高温焙烧得到MnO2-MOR，然后将MnO2-MOR置于硝酸铜水溶液进行离子交换，得甲醛吸附剂。
一种甲醛吸附剂的制备方法，步骤如下：将MOR分子筛与硫酸锰水溶液混合均匀，置于马弗炉中进行焙烧，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR；将制备所得的MnO2-MOR置于硝酸铜溶液中进行离子交换，即得产品甲醛吸附剂。
具体步骤为：
（1）MnO2-MOR的制备：将MOR分子筛：质量浓度为5%-10%的硫酸锰水溶液按质量1:2-8混合均匀，置于500-600℃马弗炉中焙烧1-3h，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR；
（2）离子交换：将MnO2-MOR置于0.5-2M的硝酸铜溶液中室温下进行离子交换2小时，即得产品甲醛吸附剂。
所述MOR分子筛制备方法如下：以SiO2 、Al2O3、NaOH、H2O为原料，按摩尔份数计，SiO2为12~18份，Al2O3为1份，NaOH为2.4~18份，H2O为12~225份；将上述原料放入搅拌器内搅拌混合成胶体状，然后继续在室温下搅拌老化4~10小时，再在170~180 ℃的温度条件下晶化反应10~20小时，得到反应产物；将反应产物用水洗涤至pH值为中性，然后抽滤，得到固体产物，将固体产物置于120℃烘箱内恒温干燥9~11小时，得丝光沸石原粉，然后将原粉成型。
本发明的有益效果：本发明采用直接焙烧的方法将MnO2置于MOR分子筛的孔道中，再通过离子交换的方法将铜离子置换出钠离子，使得铜离子置于分子筛的孔道中，从而使得甲醛吸附率和吸附速率提高。该吸附剂与现有的甲醛吸附剂相比，该吸附剂吸附甲醛能力较强，饱和吸附量大，吸附彻底，不会产生二次释放，制备工艺简单。
具体实施方式
实施例1
将10g MOR分子筛与20g质量浓度为5%的硫酸锰水溶液混合均匀，置于置于550℃马弗炉中2小时，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR。然后将上述制备的MnO2-MOR置于0.5M的硝酸铜溶液中室温下进行离子交换2小时，得到甲醛吸附剂。
将得到的甲醛吸附剂装入样品管，轻轻振实，装填至样品厚度为7cm，控制甲醛发生浓度为0.8-1.2mg/m3，设置流量为1.00L/min，通过动态吸附的方法测定甲醛吸附剂的饱和吸附量。在1立真空箱中加入甲醛溶液，控制甲醛浓度为0.5mg/m3，加入甲醛吸附剂，静置24h，通过静态吸附的方法测定甲醛吸附剂的甲醛去除率。
所述MOR分子筛制备方法如下：以SiO2 、Al2O3、NaOH、H2O为原料，按摩尔份数计，SiO2为12份，Al2O3为1份，NaOH为2.4份，H2O为12份；将上述原料放入搅拌器内搅拌混合成胶体状，然后继续在室温下搅拌老化4小时，再在180℃的温度条件下晶化反应20小时，得到反应产物；将反应产物用水洗涤至pH值为中性，然后抽滤，得到固体产物，将固体产物置于120℃烘箱内恒温干燥9小时，得丝光沸石原粉，然后将原粉成型。
实验结果：通过动态吸附测得甲醛吸附剂的饱和吸附量为55mg/g，甲醛去除率为98.5%。
实施例2
将5g MOR分子筛与25g质量浓度为8%的硫酸锰水溶液混合均匀，置于置于550℃马弗炉中2小时，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR。然后将上述制备的MnO2-MOR置于1M的硝酸铜溶液中室温下进行离子交换2小时，得到甲醛吸附剂。
所述MOR分子筛制备方法如下：以SiO2 、Al2O3、NaOH、H2O为原料，按摩尔份数计，SiO2为18份，Al2O3为1份，NaOH为18份，H2O为225份；将上述原料放入搅拌器内搅拌混合成胶体状，然后继续在室温下搅拌老化10小时，再在170~180℃的温度条件下晶化反应10小时，得到反应产物；将反应产物用水洗涤至pH值为中性，然后抽滤，得到固体产物，将固体产物置于120℃烘箱内恒温干燥11小时，得丝光沸石原粉，然后将原粉成型。
实验结果：实验条件如实施例1，饱和吸附量为70mg/g，甲醛去除率为99%。
实施例3
将2g MOR分子筛与16g质量浓度为10%的硫酸锰水溶液混合均匀，置于置于550℃马弗炉中2小时，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR。然后将上述制备的MnO2-MOR置于2M的硝酸铜溶液中室温下进行离子交换2小时，得到甲醛吸附剂。
所述MOR分子筛制备方法如下：以SiO2 、Al2O3、NaOH、H2O为原料，按摩尔份数计，SiO2为15份，Al2O3为1份，NaOH为10份，H2O为100份；将上述原料放入搅拌器内搅拌混合成胶体状，然后继续在室温下搅拌老化6小时，再在175℃的温度条件下晶化反应15小时，得到反应产物；将反应产物用水洗涤至pH值为中性，然后抽滤，得到固体产物，将固体产物置于120℃烘箱内恒温干燥10小时，得丝光沸石原粉，然后将原粉成型。
实验结果：实验条件如实施例1，饱和吸附量为83mg/g，甲醛去除率为100%。
以上对本发明做了详细的概述，但是本发明不仅仅限于上述的实施例。凡是根据本发明的实质所作的等效变化和修改，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种甲醛吸附剂的制备方法，其特征是步骤如下：将MOR分子筛与硫酸锰水溶液混合均匀，置于马弗炉中进行焙烧，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR；将制备所得的MnO2-MOR置于硝酸铜溶液中进行离子交换，即得产品甲醛吸附剂。
2.如权利要求1所述甲醛吸附剂的制备方法，其特征是具体步骤为：
（1）MnO2-MOR的制备：将MOR分子筛：质量浓度为5%-10%的硫酸锰水溶液按质量1:2-8混合均匀，置于500-600℃马弗炉中焙烧1-3h，自然冷却至室温，即得到MnO2-MOR；
（2）离子交换：将MnO2-MOR置于0.5-2M的硝酸铜溶液中室温下进行离子交换2小时，即得产品甲醛吸附剂。
3.如权利要求2所述甲醛吸附剂的制备方法，其特征是所述MOR分子筛制备方法如下：以SiO2、Al2O3、NaOH、H2O为原料，按摩尔份数计，SiO2为12~18份，Al2O3为1份，NaOH为2.4~18份，H2O为12~225份；将上述原料放入搅拌器内搅拌混合成胶体状，然后继续在室温下搅拌老化4~10h，再在170~180℃的温度条件下晶化反应10~20h，得到反应产物；将反应产物用水洗涤至pH值为中性，然后抽滤，得到固体产物，将固体产物置于120℃烘箱内恒温干燥9~11小时，得丝光沸石原粉，然后将原粉成型成MOR分子筛。
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