CN109046272A - 一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备技术领域。绿萝净化功能较强，能去除室内污染，对甲醛有很强的吸收能力，花生壳上含有镰刀菌及枯草芽孢杆菌等微生物，过氧化氢在碱性条件下不稳定，容易产生过氧根离子，过氧根离子可以更好的使木质素被氧化，木质素酶解产生的酚类同样会被过氧化氢氧化，以玉米淀粉和鸡蛋清作为交联剂，通过发酵的作用，使得单质铜粉末与氢氧化铜与交联剂结合，甲酸与交联剂中的氢氧化铜反应生成氧化铜、二氧化碳和水，将对人体有害的甲醛转变为对人体无害的物质，使得联结表层吸附剂与内部吸附剂的交联剂被反应掉，不会因为甲醛吸附过饱和而导致甲醛重新从吸附剂中释放到室内，造成二次污染。

Description

一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备技术领域。
背景技术
吸附剂也称吸收剂。这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面，使液态微量化合物添加剂变为固态化合物，有利于实施均匀混合。是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便、容易再生；有极好的吸附性和机械性特性。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂（如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等）。最具代表性的吸附剂是活性炭，吸附性能相当好，但是成本比较高，曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。其次还有分子筛、硅胶、活性铝、聚合物吸附剂和生物吸附剂等。
装修污染被称为室内的“隐形杀手”，其中的有害物质对女性、儿童和老人的伤害更加严重。装修后室内的有害物质主要是：苯、甲醛、氨、氡和TVOC等物质。一般情况下，苯的潜伏期为半年以上，甲苯、二甲苯的潜伏期为1年以上，危害最大的甲醛的潜伏期能达到3～15年，挥发性有机化合物TVOC多指沸点在50～250的化合物，按其化学结构的不同，可以进一步分为七类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、醛类、酮类和其他类。非工业性的室内环境中，可以见到50～300种挥发性有机化合物。新装修的房屋内的这五类有害物质远远超标，严重危害人们的生命健康。
另外，我国各种职业病逐年增加，而长期接触化工产品产生的职业病人数占据很大的比例。一些电子生产车间经常使用化学溶剂，化学溶剂挥发到空气中造成环境污染；而许多化学品生产车间往往因为自然环境因素、厂房建筑不合理和来自其他生产过程散发的有害因素造成的生产环境污染。但是目前吸附剂存在吸附容易饱和、容易扬尘造成二次污染。
因此，发明一种高吸附型甲醛吸附剂对吸附剂制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前吸附剂存在吸附容易饱和、容易扬尘造成二次污染的缺陷，提供了一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；
（2）将花生壳、氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡10～12h，得到混合物，再将上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；
（3）将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入纤维素酶以及脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在50～60℃的条件下酶解1～2天，得到酶解产物，备用；
（4）将硫酸铜、氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为40～50℃的条件下，搅拌反应1～2h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，高速离心10～15min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为60～70℃下干燥1～2h，得到干燥物；
（5）将上述干燥物、10～12份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量6～8%的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至40～50℃，发酵8～10天，得到发酵产物；
（6）称取30～40份的备用的酶解产物、10～15份上述的发酵产物、以及30～40份的蒸馏水放入搅拌机中，搅拌4～6h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
步骤（1）所述的气流粉碎机粉碎粉碎时间为1～2h。
步骤（2）所述的花生壳、氢氧化钠溶液、过氧化氢溶液的质量比为2︰1︰1，氢氧化钠溶液的质量分数为30%，过氧化氢溶液的质量分数为10%，上述过筛粉末、混合物的质量比为1︰2。
步骤（3）所述的纤维素酶的用量为发酵底物质量的5～10%，脂肪酶的用量为发酵底物质量的3～5%
步骤（4）所述的硫酸铜、氢氧化钠溶液与蒸馏水的质量比为1︰2︰2，氢氧化钠的溶液质量分数为40%，离心机的转速为8000～10000r/min。
步骤（5）所述的上述干燥物、10～12份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清的质量比为1︰1︰2︰2，酵母菌菌悬液的浓度为106cfu/mL。
步骤（6）所述的搅拌机的搅拌速度为300～500r/min。
本发明的有益效果是：
（1）绿萝净化功能较强，能去除室内污染，对甲醛有很强的吸收能力，通过对绿萝叶进行酶解浓缩得到绿萝精华液用以净化室内甲醛，提高吸附剂对甲醛的吸附作用，花生壳上含有镰刀菌及枯草芽孢杆菌等微生物，这些微生物能将空气中的甲醛降解为二氧化碳和水，此外，花生壳独特的中空结构增加了其与空气接触的表面积，采用碱氧化法进行预处理后的花生壳，可以部分降解花生壳内的纤维素和木质素，能有效去除花生壳中的胶质，并且纤维素在碱性条件下会发生润胀作用，结构变疏松，易被纤维素酶作用，过氧化氢在碱性条件下不稳定，容易产生过氧根离子，过氧根离子可以更好的使木质素被氧化，另外，木质素酶解产生的酚类同样会被过氧化氢氧化，释放纤维素，酶解花生壳的孔隙率增大，进一步增大了花生壳与空气的接触面积；
（2）以玉米淀粉和鸡蛋清作为胶黏剂，通过发酵的作用，使得单质铜粉末与氢氧化铜以及胶黏剂混合，得到改性胶黏剂，再通过改性胶黏剂的作用使得带有绿萝精华液的酶解花生壳内部结构彼此紧密粘结，在空气中，甲醛在胶黏剂中的铜单质的催化下，可生成甲酸和氧化铜，生成的氧化铜可继续做催化剂使用，甲醛在氧化铜的催化下也可生成甲酸，当表层吸附剂吸附甲醛饱和后，甲醛在胶黏剂中的铜的催化下生成甲酸，甲酸与胶黏剂中的氢氧化铜反应生成氧化铜、二氧化碳和水，使得粘结表层吸附剂与内部吸附剂的胶黏剂粘性降低，最终吸附饱和的表层吸附剂脱落，内层吸附剂重新暴露，内层吸附剂再继续吸收室内甲醛，吸收甲醛速率不会降低，也并不会因为甲醛吸附过饱和而导致甲醛重新从吸附剂中释放到室内，造成二次污染，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎1～2h，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；将质量比为2︰1︰1的花生壳、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡10～12h，得到混合物，再将质量比为1︰2的上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入发酵底物质量5～10%的纤维素酶以及发酵底物质量3～5%的脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在50～60℃的条件下酶解1～2天，得到酶解产物，备用；将质量比为1︰2︰2的硫酸铜、质量分数为40%的氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为40～50℃的条件下，搅拌反应1～2h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，以8000～10000r/min的转速，高速离心10～15min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为60～70℃下干燥1～2h，得到干燥物；将质量比为1︰1︰2︰2的上述干燥物、10～12份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量6～8%的浓度为106cfu/mL的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至40～50℃，发酵8～10天，得到发酵产物；称取30～40份的备用的酶解产物、10～15份上述的发酵产物、以及30～40份的蒸馏水放入搅拌机中，以300～500r/min的速度，搅拌4～6h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎1h，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；将质量比为2︰1︰1的花生壳、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡10h，得到混合物，再将质量比为1︰2的上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入发酵底物质量5%的纤维素酶以及发酵底物质量3%的脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在50℃的条件下酶解1天，得到酶解产物，备用；将质量比为1︰2︰2的硫酸铜、质量分数为40%的氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为40℃的条件下，搅拌反应1h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，以8000r/min的转速，高速离心10min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为60℃下干燥1h，得到干燥物；将质量比为1︰1︰2︰2的上述干燥物、10份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量6%的浓度为106cfu/mL的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至40℃，发酵8天，得到发酵产物；称取30份的备用的酶解产物、10份上述的发酵产物、以及30份的蒸馏水放入搅拌机中，以300r/min的速度，搅拌4h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎1.5h，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；将质量比为2︰1︰1的花生壳、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡11h，得到混合物，再将质量比为1︰2的上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入发酵底物质量7%的纤维素酶以及发酵底物质量4%的脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在55℃的条件下酶解1天，得到酶解产物，备用；将质量比为1︰2︰2的硫酸铜、质量分数为40%的氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为45℃的条件下，搅拌反应1.5h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，以9000r/min的转速，高速离心12min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为65℃下干燥1.5h，得到干燥物；将质量比为1︰1︰2︰2的上述干燥物、11份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量7%的浓度为106cfu/mL的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至45℃，发酵9天，得到发酵产物；称取35份的备用的酶解产物、12份上述的发酵产物、以及35份的蒸馏水放入搅拌机中，以400r/min的速度，搅拌5h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎1.5h，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；将质量比为2︰1︰1的花生壳、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡11h，得到混合物，再将质量比为1︰2的上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入发酵底物质量7%的纤维素酶以及发酵底物质量4%的脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在55℃的条件下酶解1天，得到酶解产物，备用；将质量比为1︰2︰2的硫酸铜、质量分数为40%的氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为45℃的条件下，搅拌反应1.5h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，以9000r/min的转速，高速离心12min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为65℃下干燥1.5h，得到干燥物；将质量比为1︰1︰2︰2的上述干燥物、11份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量7%的浓度为106cfu/mL的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至45℃，发酵9天，得到发酵产物；称取35份的备用的酶解产物、12份上述的发酵产物、以及35份的蒸馏水放入搅拌机中，以400r/min的速度，搅拌5h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
对比例以上海某公司生产的高吸附型甲醛吸附剂作为对比例 对本发明制得的高吸附型甲醛吸附剂和对比例中的高吸附型甲醛吸附剂进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
甲醛去除率测试：取实例1～3和对比例中的甲醛吸附剂23g放入干燥袋中，并用夹子密封袋口后，放置在室内任何角落，其中每平方米放置2个装有吸附剂的干燥袋，8h后，可以测量甲醛含量，测得甲醛去除率。
吸附饱和后的甲醛吸附率测试：将上述吸附后的装有吸附剂的干燥袋吸附饱和后放置于另外房间，再次测得甲醛去除率。
表1甲醛吸附剂性能测定结果
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
甲醛去除率（%） 99.3 99.4 99.5 82.3
吸附饱和后的甲醛去除率（%） 98.2 98.3 98.5 34.8
API指数 18 16 15 32
注：API值小于32时，为可接受水平，对人体健康影响不明显；达到50时，可使慢性呼吸道疾病患者症状加剧；达到100时，对心脏病和呼吸道疾病患者有严重威胁，对健康者也有轻度影响；50～75时，应发出警告并须采取减轻污染的措施。
根据上述检测数据可知本发明的高吸附型甲醛吸附剂甲醛去除率高，吸附饱和后还能保持高的甲醛去除率，不易产生二次污染，API指数低，具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取新鲜绿萝，用蒸馏水洗去绿萝表面浮尘后，将洗净的绿萝放入气流粉碎机粉碎，粉碎结束后过100目筛，收集过筛粉末；
（2）将花生壳、氢氧化钠溶液、质量分数为10%的过氧化氢溶液混合浸泡10～12h，得到混合物，再将上述过筛粉末、混合物混合均匀得到发酵底物；
（3）将上述发酵底物放入发酵罐中，并加入纤维素酶以及脂肪酶，再加入与发酵底物体积相等的蒸馏水，在50～60℃的条件下酶解1～2天，得到酶解产物，备用；
（4）将硫酸铜、氢氧化钠溶液与蒸馏水加入反应釜，在温度为40～50℃的条件下，搅拌反应1～2h，得到反应产物，将反应产物放入离心机，高速离心10～15min，去除上层液体，收集下层物质，放入干燥机，在温度为60～70℃下干燥1～2h，得到干燥物；
（5）将上述干燥物、10～12份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清放入发酵罐，混合均匀，得到待发酵物，向发酵罐中加入待发酵物质量6～8%的酵母菌菌悬液，密封发酵罐，并调整发酵罐内温度至40～50℃，发酵8～10天，得到发酵产物；
（6）称取30～40份的备用的酶解产物、10～15份上述的发酵产物、以及30～40份的蒸馏水放入搅拌机中，搅拌4～6h，收集搅拌产物，并用造粒机造粒，干燥，即得到高吸附型甲醛吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的气流粉碎机粉碎粉碎时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的花生壳、氢氧化钠溶液、过氧化氢溶液的质量比为2︰1︰1，氢氧化钠溶液的质量分数为30%，过氧化氢溶液的质量分数为10%，上述过筛粉末、混合物的质量比为1︰2。
4.根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的纤维素酶的用量为发酵底物质量的5～10%，脂肪酶的用量为发酵底物质量的3～5%
根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的硫酸铜、氢氧化钠溶液与蒸馏水的质量比为1︰2︰2，氢氧化钠的溶液质量分数为40%，离心机的转速为8000～10000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的上述干燥物、10～12份铜粉末、玉米淀粉、鸡蛋清的质量比为1︰1︰2︰2，酵母菌菌悬液的浓度为106cfu/mL。
6.根据权利要求1所述的一种高吸附型甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的搅拌机的搅拌速度为300～500r/min。
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