CN109865424A

CN109865424A - 一种多功能空气净化蜂窝复合材料

Info

Publication number: CN109865424A
Application number: CN201711249371.3A
Authority: CN
Inventors: 杜峰
Original assignee: JIANGSU REFONTECH INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: JIANGSU REFONTECH INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-11

Abstract

本发明是关于一种多功能空气净化蜂窝复合材料的准备方法，其制备过程包括：1）将活性炭粉、粘土、粘结剂和水按上述比例混合搅拌得混合浆料，随后将所得混合浆料装入挤压机内的蜂窝模具内，挤压成型并切割得到厚度为13mm~40mm、目数为90目~300目分布均匀的蜂窝活性炭坯体，干燥、打磨并焙烧得到蜂窝活性炭成品载体；2）将上述蜂窝活性炭成品载体沿蜂窝孔方向一半高度浸渍到活性吸附组分浸渍液体中30~60秒，取出，干燥得到一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭；3）将配置好的活性触媒组分均匀涂刷在上述一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭的另一面上，涂刷次数为2~5次，干燥得到多功能空气净化蜂窝复合材料；本发明提供了一种阻力可控，兼顾化学吸附及光催化氧化分解功能，能够同时对空气中的甲醛、苯等有毒有害气体高效净化去除的蜂窝复合材料。

Description

一种多功能空气净化蜂窝复合材料

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种多功能空气净化蜂窝复合材料。

背景技术

伴随工业化进程的加速，空气污染的案例比比皆是。近年来，人们也开始越来越关注自己的生存环境。空气是人们赖以生存的必要条件，人类无时无刻不在呼吸着空气，并且普通人有80%以上的日常活动都是在室内进行的，“不良建筑物综合症”（SBS）和“建设相关疾病”（BRI）都是与不良的室内空气质量有关的问题，因此室内空气质量直接关系着人体健康。室内气体污染物包括无机气体，有机化学品和放射性气体。苯和甲醛作为挥发性有机物的代表，是主要的室内空气污染物，被世界卫生组织认为是对人类致癌物质。高效节能量的空气净化作用已经成为美国环保局室内环境研究的重点。

控制污染源、通风换气和空气净化是三种常见的控制室内甲醛等气态污染的方法。控制

污染源是消除室内污染的最简单有效的手段，开发纯天然绿色环保材料，避免使用人造黏合剂、复合板材等。然而，通常污染源是固定和确定的，它的减少或消除是不可行的，也是不实际的，原木材料成本较高，普通人难以接受。通风换气是通过稀释室内污染物浓度达到目的，但它通常需要一定能量来调节室内外空气，并且户外或周围环境空气质量也并不一定总是符合洁净空气标准。综上，与控制污染源和通风换气相比，空气净化仍是目前有效提高室内空气质量的最佳方式。

越来越多的研究表明，过去人们生活中去除甲醛所普遍采用的植物吸收法、物理吸附法等空气净化方法降解甲醛效率低，且易造成二次污染。常规的甲醛吸附在吸附气态污染物之后容易饱和，不能再次进行吸收，反而会因为吸收过量而造成气体污染物脱附的现象发生，使室内空气二次污染。现有常规活性炭材料改性处理方法只是注重于对甲醛单一气态污染物化学净化处理，不能实现对多种有毒有害气体的综合净化处理。

催化剂载体对整体净化材料的性能影响不可忽视，活性炭因其较高的比表面积和均匀的多孔结构一直是催化剂载体的优选材料之一，但之前的研究大都集中在颗粒活性炭上，蜂窝活性炭的研究并不多见。蜂窝活性炭结合了颗粒活性炭和蜂窝陶瓷材料的优点，其不但包含通常活性炭比表面积大、独特的空隙结构、表面化学官能团稳定、抗酸碱腐蚀性、疏水性,以及失效后可再生性等优点，而且由于其独特的蜂窝结构，还具有开孔率高、几何表面积更大、扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点。与其它类型的活性炭相比，蜂窝状活性炭的最大优点在于压力损失小，通常情况下，蜂窝状活性炭的阻力只为粒状活性炭的十分之一。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术及产品领域存在的缺陷，提供一种阻力可控，兼顾化学吸附及光催化氧化分解功能，能够同时对空气中的甲醛、苯等有毒有害气体高效净化去除的蜂窝复合材料。

本发明的技术方案是：

一种多功能空气净化蜂窝复合材料，按重量份计，它由以下原料复配制备而成：

活性炭粉：20~70%；

粘土：10~60%；

粘结剂：1~5%；

活性触媒组分：2~5%；

活性吸附组分：5~10%；

其余为水。

制备所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）载体的制备：

将活性炭粉、粘土、粘结剂和水按上述比例混合搅拌得混合浆料，随后将所得混合浆料装入挤压机内的蜂窝模具内，挤压成型并切割得到厚度为13mm~40mm、目数为90目~300目分布均匀的蜂窝活性炭坯体，干燥、打磨并焙烧得到蜂窝活性炭成品载体；

（2）活性吸附组分浸渍：

将上述蜂窝活性炭成品载体沿蜂窝孔方向一半高度浸渍到活性吸附组分浸渍液体中30~60秒，取出，干燥得到一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭；

（3）活性触媒组分涂覆：

将配置好的活性触媒组分均匀涂刷在上述一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭的另一面上，涂刷次数为2~5次，干燥得到多功能空气净化蜂窝复合材料。

所述的活性炭粉为煤粉、椰壳碳粉中的一种，目数为300~600目。

所述的粘土为高岭土、凹凸棒土中的一种或其混合物。

所述的粘结剂为煤焦油、木质磺酸钠、羧甲基纤维素中的一种。

所述的活性触媒组分为纳米二氧化钛溶胶液或其悬浮液。

所述的活性吸附组分为草酸铵、硫酸铵、氯化铵、甲氧基胺盐酸盐、盐酸二乙胺中的一种或多种混合水溶液。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种多功能空气净化蜂窝复合材料制备方法及其性能功效详细说明如后。

实施例1

（1）载体的制备：

将35重量份数300目煤质活性炭粉、55重量份数高岭土、1重量份数煤焦油和9重量份数水按上述比例混合搅拌得混合浆料，随后将所得混合浆料装入挤压机内的蜂窝模具内，挤压成型并切割得到厚度为14mm、目数为90目分布均匀的蜂窝活性炭坯体，干燥、打磨并焙烧得到蜂窝活性炭成品载体；

（2）活性吸附组分浸渍：

将上述蜂窝活性炭成品载体沿蜂窝孔方向一半高度浸渍到6重量份数氯化铵浸渍液体中30秒，取出，干燥得到一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭；

（3）活性触媒组分涂覆：

将配置好的8重量分数纳米二氧化钛溶胶液活性触媒组分均匀涂刷在上述一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭的另一面上，涂刷次数为3次，干燥得到多功能空气净化蜂窝复合材料。

（4）测试评价：

取上述多功能空气净化蜂窝复合材料500克填置于厚度为18mm的塑料支架中，制成空气净化器用的蜂窝状过滤网，再将过滤网置于空气净化器中。开启空气净化器，参照GB/T18801-2015的测试方法进行空气净化器去除甲醛及苯的实验研究，得到不同时间段的甲醛及TVOC去除率如下表1所示：

表1实施例1甲醛及TVOC去除率结果数据：

时间（min）	1	2.5	5	7.5	10	12.5	15	30
									甲醛浓度(mg/m<sup>3</sup>)	1.114	0.752	0.521	0.398	0.201	0.145	0.092	0
苯浓度(mg/m<sup>3</sup>)	1.295	0.854	0.620	0.412	0.284	0.199	0.109	0.031

实施例2

（1）载体的制备：

将40重量份数400目煤质活性炭粉、50重量份数高岭土、3重量份数煤焦油和7重量份数水按上述比例混合搅拌得混合浆料，随后将所得混合浆料装入挤压机内的蜂窝模具内，挤压成型并切割得到厚度为20mm、目数为210目分布均匀的蜂窝活性炭坯体，干燥、打磨并焙烧得到蜂窝活性炭成品载体；

（2）活性吸附组分浸渍：

将上述蜂窝活性炭成品载体沿蜂窝孔方向一半高度浸渍到7重量份数氯化铵浸渍液体中60秒，取出，干燥得到一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭；

（3）活性触媒组分涂覆：

将配置好的10重量分数纳米二氧化钛溶胶液活性触媒组分均匀涂刷在上述一面浸渍吸附剂的蜂窝活性炭的另一面上，涂刷次数为5次，干燥得到多功能空气净化蜂窝复合材料。

（4）测试评价：

取上述多功能空气净化蜂窝复合材料500克填置于厚度为24mm的塑料支架中，制成空气净化器用的蜂窝状过滤网，再将过滤网置于空气净化器中。开启空气净化器，参照GB/T18801-2015的测试方法进行空气净化器去除甲醛及苯的实验研究，得到不同时间段的甲醛及TVOC去除率如下表1所示：

表1实施例1甲醛及TVOC去除率结果数据：

时间（min）	1	2.5	5	7.5	10	12.5	15	30
									甲醛浓度(mg/m<sup>3</sup>)	1.114	0.683	0.477	0.305	0.189	0.121	0.051	0
苯浓度(mg/m<sup>3</sup>)	1.287	0.777	0.603	0.397	0.211	0.184	0.091	0.022

Claims

1.一种多功能空气净化蜂窝复合材料，按重量份计，它由以下原料复配制备而成：

活性炭粉：20~70%；

粘土：10~60%；

粘结剂：1~5%；

活性触媒组分：2~5%；

活性吸附组分：5~10%；

其余为水；

（1）载体的制备：

（2）活性吸附组分浸渍：

（3）活性触媒组分涂覆：

2.根据权利要求1所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料，其特征在于所述的活性炭粉为煤粉、椰壳碳粉中的一种，目数为300~600目。

3.根据权利要求1所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料，其特征在于所述的粘土为高岭土、凹凸棒土中的一种或其混合物。

4.根据权利要求1所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料，其特征在于所述的粘结剂为煤焦油、木质磺酸钠、羧甲基纤维素中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料，其特征在于所述的活性触媒组分为纳米二氧化钛溶胶液或其悬浮液。

6.根据权利要求1所述的一种多功能空气净化蜂窝复合材料，其特征在于所述的活性吸附组分为草酸铵、硫酸铵、氯化铵、甲氧基胺盐酸盐、盐酸二乙胺中的一种或多种混合水溶液。