CN110170307B - 经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备及产品和应用 - Google Patents

经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备及产品和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备方法及其产品和应用，包括椰壳活性炭臭氧表面处理、干燥处理、对氨基苯甲酸改性处理和干燥处理得到所需产物。本发明通过对椰壳活性炭的臭氧表面氧化处理和对氨基苯甲酸改性处理双重作用，甲醛气体进入处理后的椰壳活性炭，首先进入吸附剂中丰富的毛细孔道中，进而被对氨基苯甲酸牢固的化学键吸附捕集，不断去除空气中的甲醛，而且无二次反应物生成，也不易脱附造成二次污染。本发明的制备工艺简单，制备的改性椰壳活性炭在甲醛浓度≤2mg/m3时去除率达到100%。

Description

经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备 及产品和应用
技术领域
本发明涉及一种椰壳活性炭的氧化和改性处理方法，具体涉及一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备方法及其产品和应用。
背景技术
甲醛（HCHO）是一种常见的室内、车内空气污染物，对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常等方面，国家职业安全和健康组织已经公布甲醛可能对人有致癌作用，因此受到人们越来越广泛的关注。
室内、车内甲醛由于其浓度低，治理难度大。其治理技术和方法主要有反应吸收法、光催化氧化法、臭氧氧化法、燃烧法和吸附法等方法。反应吸收法设备较大不适合车内、室内使用；光催化法需要额外光源，容易造成光污染；臭氧法虽然有一定效果，但是臭氧味道大而且对人体有伤害；燃烧法对设备要求很高，不适合家用；吸附法尤其是活性炭为基体的吸附法因其吸附效率高，成本低廉，原料易得而受到业界广泛关注。活性炭按照存在形态主要有粉末活性炭、颗粒活性炭和活性炭纤维，其中椰壳活性炭以其高比表面积、空隙结构可调以及较高的性价比等优点，在甲醛治理领域得到广泛应用。单一的椰壳活性炭虽然有甲醛吸附功能，但由于主要是物理吸附，其吸附能力有限，吸附饱和后容易脱附造成二次污染，因此一般需要进行改性处理。现有的改性处理虽然一定程度上提高了吸附能力，但是对低浓度甲醛去除性能还不够理想，穿透时间还不够长。
本发明结合了椰壳活性炭材料的表面氧化处理和改性技术，采用纳米晶体化学吸附形式大幅度提高椰壳活性炭去除甲醛的性能，并且不易脱附造成二次污染。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的摘要提供一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1椰壳活性炭臭氧表面处理：10ml椰壳活性炭浸泡在50-100ml的水中，以500ml/min流速通入100mg/L的臭氧处理1-4h，过滤分离；
步骤2干燥处理：将步骤1得到的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；
步骤3对氨基苯甲酸改性处理：将步骤2得到的椰壳活性炭用0.04-0.08mol/L的对氨基苯甲酸溶液于40-80℃等体积浸渍改性处理20-40min；
步骤4干燥处理：将步骤3得到的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h，得到所需产物。
本发明提供一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭，根据上述所述方法制备得到。
本发明提供一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭作为吸附剂在常温高效去除空气中甲醛的应用。
通过上述步骤，本发明通过对椰壳活性炭的臭氧表面氧化处理和对氨基苯甲酸改性处理双重作用，甲醛气体进入处理后的椰壳活性炭，首先进入吸附剂中丰富的毛细孔道中，进而被对氨基苯甲酸牢固的化学键吸附捕集，不断去除空气中的甲醛，而且无二次反应物生成，也不易脱附造成二次污染。
本发明的有益效果是：
（1）原料性质稳定，价格低廉。
（2）表面氧化和改性处理工艺简单，易于工业化生产。
（3）本发明除甲醛椰壳活性炭机理为：选择性化学吸附甲醛，安全稳定，不易脱附产生二次污染。
（4）采用本发明的制备工艺制备的改性椰壳活性炭，在甲醛浓度≤2mg/m3，空速高达120000h-1下，去除率也能达到100%。
具体实施方式
以下通过实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
所有改性椰壳活性炭的甲醛去除率评价在如下固定床微反应器中进行：石英材质，内径8mm，长250mm。
评价方法如下：一路空气流经三聚甲醛扩散管并经过裂解炉高温裂解以产生甲醛气体，然后该甲醛气体进入混气罐；另一路空气作为稀释气体同时进入混气罐，混气罐出来的混合气体流经上述固定床微反应器。所述的混合气体中O2含量为～21%，甲醛含量为～2mg/m3，其余为N2；气体流量400ml/min；催化材料的用量为0.2ml，空速为120000h-1；固定床微反应器温度为： 25℃±2℃。
比较例1
将未经臭氧氧化处理和对氨基苯甲酸溶液改性处理的椰壳活性炭经过上述装置进行评价。
比较例2
将10ml椰壳活性炭加入装有100ml去离子水的臭氧氧化装置中，控制流速为500ml/min，通入100mg/L的臭氧处理0.5h；臭氧处理后椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；干燥后的椰壳活性炭用0.02mol/L的对氨基苯甲酸溶液于60℃等体积浸渍改性处理30min；浸渍改性处理后的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h。将此椰壳活性炭经过上述装置进行评价。
实施例1
一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭，按下述步骤制备：
步骤1将10ml克椰壳活性炭加入装有100ml去离子水的臭氧氧化装置中，控制流速为500ml/min，通入100mg/L的臭氧处理1h，过滤分离；
步骤2臭氧处理后椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；
步骤3干燥后的椰壳活性炭用0.04mol/L的对氨基苯甲酸溶液于60℃等体积浸渍改性处理30min；
步骤4浸渍改性处理后的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h，得到所需产物。将此椰壳活性炭经过上述装置进行评价。
实施例2
一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭，按下述步骤制备：
步骤1，将10ml椰壳活性炭加入装有100ml去离子水的臭氧氧化装置中，控制流速为500ml/min，通入100mg/L的臭氧处理2h，过滤分离；
步骤2，臭氧处理后椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；
步骤3，干燥后的椰壳活性炭用0.06mol/L的对氨基苯甲酸溶液于60℃等体积浸渍改性处理30min；
步骤4，浸渍改性处理后的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h，得到所需产物。将此椰壳活性炭经过前述评装置进行评价。
实施例3
一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭，按下述步骤制备：
步骤1，将10ml椰壳活性炭加入装有100ml去离子水的臭氧氧化装置中，控制流速为500ml/min，通入100mg/L的臭氧处理4h，过滤分离；
步骤2，臭氧处理后椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；
步骤3，干燥后的椰壳活性炭用0.08mol/L的对氨基苯甲酸溶液于60℃等体积浸渍改性处理30min；
步骤4浸渍改性处理后的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h，得到所需产物。将此椰壳活性炭经过前述评装置进行评价。
上述比较例和实施例关键制备条件及评价结果列表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
备注：*此处穿透时间是指入口甲醛浓度为2 mg/m3，当出口甲醛浓度大于0.1 mg/m3时的时间。
以上实施例的描述是便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1椰壳活性炭臭氧表面处理：将10ml椰壳活性炭加入装有100ml去离子水的臭氧氧化装置中，浸泡，控制流速为500ml/min，通入100mg/L的臭氧处理2h，过滤分离；
步骤2干燥处理：将步骤1得到的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h；
步骤3对氨基苯甲酸改性处理：将步骤2得到的干燥后的椰壳活性炭用0.06mol/L的对氨基苯甲酸溶液于60℃等体积浸渍改性处理30min；
步骤4干燥处理：将步骤3得到的椰壳活性炭铺平，于烘箱110℃干燥24h，得到所需产物。
2.一种经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭，其特征在于根据权利要求1所述方法制备得到。
3.一种根据权利要求2所述经臭氧表面处理和对氨基苯甲酸改性处理椰壳活性炭作为吸附剂在常温高效去除空气中甲醛的应用。
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