CN110732310A - 一种防毒面具环保型无铬碳及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防毒面具环保型无铬碳，包括以下重量百分比的原料：基碳10‑20％、碱式碳酸铜8‑14％、七钼酸铵4‑7％、碱式碳酸锌2‑3％、硝酸银0.7‑10％、碳酸氢铵4‑6％、氨水30‑40％、去离子水15‑25％、TEDA 2.2‑2.4％。本发明基碳的制备中环糊精呈锥形的圆环空腔结构，将其改性椰壳破碎碳，椰壳破碎碳本身具有很强的吸附能力，但本身原料较为分散，团聚力差，因而通过环糊精将其改性，改性中椰壳破碎碳首先通过活化液联合电流电场的作用提高其表面活性能，提高与环糊精内腔结合效果，环糊精内腔为疏水结构，通过活化液的润透后椰壳破碎碳更易与环糊精结合。

Description

一种防毒面具环保型无铬碳及其制备方法
技术领域
本发明涉及防毒面具技术领域，具体涉及一种防毒面具环保型无铬碳及其制备方法。
背景技术
防毒面具作为个人防护器材，用于对人员的呼吸器官，眼睛及面部皮肤提供有效防护。面具由面罩，导气管和滤毒罐组成，面罩可直接与滤毒罐或滤毒盒连接使用，称为直连式；或者用导气管与滤毒罐和滤毒盒连接使用，称为导管式。防毒面罩可以根据防护要求分别选用各种型号的滤毒罐，应用在化工、仓库、科研、各种有毒、有害的作业环境。
现有的环保型碳虽可过滤甲醛有害气体，但对于氰氢酸、氯化氢等有机工业气体过滤效果差，应用在防毒面具上防护效果差，因而仍需进一步改善处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防毒面具环保型无铬碳及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种防毒面具环保型无铬碳，包括以下重量百分比的原料：
基碳10-20％、碱式碳酸铜8-14％、七钼酸铵4-7％、碱式碳酸锌2-3％、硝酸银0.7-10％、碳酸氢铵4-6％、氨水30-40％、去离子水15-25％、TEDA 2.2-2.4％；
所述基碳的制备方法为取8-30目椰壳破碎碳先采用活化液活化20-30min，活化温度为65-75℃，活化中施加电流电场，电流电场的电场强度为55-75V/cm，电流密度为50-70A/cm 2，活化结束，离心、干燥再加入到磁力搅拌器中，然后再向其中加入基碳总量2倍的环糊精，然后再加入无水乙醇，以320-380r/min的转速、85-95℃的温度搅拌1-2h，搅拌结束，然后将溶液转至干燥炉中以80℃的温度将溶液干燥成粉，随后再热压煅烧，最后离心，得到基碳。
优选地，所述防毒面具环保型无铬碳包括以下重量百分比的原料：
基碳14.7％、碱式碳酸铜11％、七钼酸铵5.5％、碱式碳酸锌2.5％、硝酸银5％、碳酸氢铵5％、氨水35％、去离子水20％、TEDA 2.3％。
优选地，所述活化液的制备方法为：将十八醇加入到甜杏仁油中，然后以100r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入月桂酰谷氨酸钠、硅烷二醇水杨酸酯，继续以200r/min的转速搅拌10-20min，最后再加入透明质酸钠，保持转速继续搅拌10min，搅拌结束，即可。
优选地，所述基碳的制备中热压煅烧采用600℃的温度煅烧10-20min，煅烧中施加10-20MPa的压力。
本发明还提供了一种制备防毒面具环保型无铬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将七钼酸铵加入到温度为40-50℃的去离子水中，然后搅拌至七钼酸铵完全溶解，得到溶液A；随后再将碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸氢铵、氨水共同搅拌，至原料充分溶解，得到溶液B；再将硝酸银加入到水中搅拌得到溶液C；最后将溶液A、溶液B、溶液C进行混合，混合转速为200-300r/min，混合温度为65-75℃，得到浸渍液；
步骤三，将基碳置于步骤二的浸渍液中，静置5-7h，静置温度为75-79℃，静置结束，送入干燥机中进行真空抽湿，然后再加热干燥，加热干燥温度为120-130℃，干燥10-20min随后再沸腾炉中进行活化，活化2h后出炉；
步骤四，出炉后待基碳温度降至60℃，采用喷涂工艺喷涂TEDA，然后在60℃下保温40min，待基碳表面干燥，恢复至室温，即可，然后再筛分、包装，得到防毒面具环保型无铬碳。
优选地，所述沸腾炉中活化的条件为进风温度160-180℃，基碳温度为145-148℃，出风温度为130-138℃。
优选地，所述沸腾炉中活化的条件为进风温度170℃，基碳温度为146.5℃，出风温度为134℃。
优选地，所述喷涂工艺中基碳表面的TEDA喷涂量为20-100g/m2。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明基碳的制备中环糊精呈锥形的圆环空腔结构，将环糊精进行改性椰壳破碎碳，椰壳破碎碳本身具有很强的吸附能力，但本身原料较为分散，团聚力差，因而通过环糊精将其改性，改性中椰壳破碎碳首先通过活化液联合电流电场的作用提高其表面活性能，提高与环糊精内腔结合效果，环糊精内腔为疏水结构，通过活化液的润透后椰壳破碎碳更易与环糊精结合，最后经过热压烧结使椰壳破碎碳完全结合在环糊精空腔内，从而使椰壳破碎碳收拢聚合，达到归一吸附效果，又正因环糊精内腔的疏水结构更易结合有机分子，从而环糊精又可作为媒介的效果，不断的将有机分子从外表面亲水结构排斥到内部疏水结构内，最后被椰壳破碎碳吸收，从而改善了吸附效果；本发明在无铬碳的制备中通过先配置以七钼酸铵、碱式碳酸铜等为原料的浸渍液，该浸渍液可改善基碳的活度，使基碳更易与氰氢酸、氯化氢等有机工业气体结合，最后通过喷涂TEDA使材料整体达到稳定状态，完善基碳的整体性能，达到长久吸附效果，进而进一步提高材料防护毒气效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种防毒面具环保型无铬碳，包括以下重量百分比的原料：
基碳10％、碱式碳酸铜8％、七钼酸铵4％、碱式碳酸锌2％、硝酸银0.7％、碳酸氢铵4％、氨水30％、去离子水15％、TEDA 2.2％；
所述基碳的制备方法为取8目椰壳破碎碳先采用活化液活化20min，活化温度为65℃，活化中施加电流电场，电流电场的电场强度为55V/cm，电流密度为50A/cm2，活化结束，离心、干燥再加入到磁力搅拌器中，然后再向其中加入基碳总量2倍的环糊精，然后再加入无水乙醇，以320r/min的转速、85℃的温度搅拌1h，搅拌结束，然后将溶液转至干燥炉中以80℃的温度将溶液干燥成粉，随后再热压煅烧，最后离心，得到基碳。
本实施例的活化液的制备方法为：将十八醇加入到甜杏仁油中，然后以100r/min的转速搅拌20min，随后再加入月桂酰谷氨酸钠、硅烷二醇水杨酸酯，继续以200r/min的转速搅拌10min，最后再加入透明质酸钠，保持转速继续搅拌10min，搅拌结束，即可。
本实施例的基碳的制备中热压煅烧采用600℃的温度煅烧10min，煅烧中施加10MPa的压力。
本实施例的一种制备防毒面具环保型无铬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将七钼酸铵加入到温度为40℃的去离子水中，然后搅拌至七钼酸铵完全溶解，得到溶液A；随后再将碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸氢铵、氨水共同搅拌，至原料充分溶解，得到溶液B；再将硝酸银加入到水中搅拌得到溶液C；最后将溶液A、溶液B、溶液C进行混合，混合转速为200r/min，混合温度为65℃，得到浸渍液；
步骤三，将基碳置于步骤二的浸渍液中，静置5h，静置温度为75℃，静置结束，送入干燥机中进行真空抽湿，然后再加热干燥，加热干燥温度为120℃，干燥10min随后再沸腾炉中进行活化，活化2h后出炉；
步骤四，出炉后待基碳温度降至60℃，采用喷涂工艺喷涂TEDA，然后在60℃下保温40min，待基碳表面干燥，恢复至室温，即可，然后再筛分、包装，得到防毒面具环保型无铬碳。
本实施例的沸腾炉中活化的条件为进风温度160℃，基碳温度为145℃，出风温度为130℃。
本实施例的喷涂工艺中基碳表面的TEDA喷涂量为20g/m2。
实施例2：
本实施例的一种防毒面具环保型无铬碳，包括以下重量百分比的原料：
基碳20％、碱式碳酸铜14％、七钼酸铵7％、碱式碳酸锌3％、硝酸银10％、碳酸氢铵6％、氨水40％、去离子水25％、TEDA 2.4％；
所述基碳的制备方法为取30目椰壳破碎碳先采用活化液活化30min，活化温度为75℃，活化中施加电流电场，电流电场的电场强度为75V/cm，电流密度为70A/cm2，活化结束，离心、干燥再加入到磁力搅拌器中，然后再向其中加入基碳总量2倍的环糊精，然后再加入无水乙醇，以380r/min的转速、95℃的温度搅拌2h，搅拌结束，然后将溶液转至干燥炉中以80℃的温度将溶液干燥成粉，随后再热压煅烧，最后离心，得到基碳。
本实施例的活化液的制备方法为：将十八醇加入到甜杏仁油中，然后以100r/min的转速搅拌30min，随后再加入月桂酰谷氨酸钠、硅烷二醇水杨酸酯，继续以200r/min的转速搅拌20min，最后再加入透明质酸钠，保持转速继续搅拌10min，搅拌结束，即可。
本实施例的基碳的制备中热压煅烧采用600℃的温度煅烧20min，煅烧中施加20MPa的压力。
本实施例的一种制备防毒面具环保型无铬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将七钼酸铵加入到温度为50℃的去离子水中，然后搅拌至七钼酸铵完全溶解，得到溶液A；随后再将碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸氢铵、氨水共同搅拌，至原料充分溶解，得到溶液B；再将硝酸银加入到水中搅拌得到溶液C；最后将溶液A、溶液B、溶液C进行混合，混合转速为300r/min，混合温度为75℃，得到浸渍液；
步骤三，将基碳置于步骤二的浸渍液中，静置7h，静置温度为79℃，静置结束，送入干燥机中进行真空抽湿，然后再加热干燥，加热干燥温度为130℃，干燥20min随后再沸腾炉中进行活化，活化2h后出炉；
步骤四，出炉后待基碳温度降至60℃，采用喷涂工艺喷涂TEDA，然后在60℃下保温40min，待基碳表面干燥，恢复至室温，即可，然后再筛分、包装，得到防毒面具环保型无铬碳。
本实施例的沸腾炉中活化的条件为进风温度180℃，基碳温度为148℃，出风温度为138℃。
本实施例的喷涂工艺中基碳表面的TEDA喷涂量为100g/m2。
实施例3：
本实施例的一种防毒面具环保型无铬碳，包括以下重量百分比的原料：
基碳14.7％、碱式碳酸铜11％、七钼酸铵5.5％、碱式碳酸锌2.5％、硝酸银5％、碳酸氢铵5％、氨水35％、去离子水20％、TEDA 2.3％；
所述基碳的制备方法为取8-30目椰壳破碎碳先采用活化液活化25min，活化温度为70℃，活化中施加电流电场，电流电场的电场强度为60V/cm，电流密度为60A/cm2，活化结束，离心、干燥再加入到磁力搅拌器中，然后再向其中加入基碳总量2倍的环糊精，然后再加入无水乙醇，以350r/min的转速、90℃的温度搅拌1.5h，搅拌结束，然后将溶液转至干燥炉中以80℃的温度将溶液干燥成粉，随后再热压煅烧，最后离心，得到基碳。
本实施例的活化液的制备方法为：将十八醇加入到甜杏仁油中，然后以100r/min的转速搅拌25min，随后再加入月桂酰谷氨酸钠、硅烷二醇水杨酸酯，继续以200r/min的转速搅拌15min，最后再加入透明质酸钠，保持转速继续搅拌10min，搅拌结束，即可。
本实施例的基碳的制备中热压煅烧采用600℃的温度煅烧15min，煅烧中施加15MPa的压力。
本实施例的一种制备防毒面具环保型无铬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将七钼酸铵加入到温度为45℃的去离子水中，然后搅拌至七钼酸铵完全溶解，得到溶液A；随后再将碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸氢铵、氨水共同搅拌，至原料充分溶解，得到溶液B；再将硝酸银加入到水中搅拌得到溶液C；最后将溶液A、溶液B、溶液C进行混合，混合转速为250r/min，混合温度为70℃，得到浸渍液；
步骤三，将基碳置于步骤二的浸渍液中，静置6h，静置温度为77℃，静置结束，送入干燥机中进行真空抽湿，然后再加热干燥，加热干燥温度为125℃，干燥15min随后再沸腾炉中进行活化，活化2h后出炉；
步骤四，出炉后待基碳温度降至60℃，采用喷涂工艺喷涂TEDA，然后在60℃下保温40min，待基碳表面干燥，恢复至室温，即可，然后再筛分、包装，得到防毒面具环保型无铬碳。
本实施例的沸腾炉中活化的条件为进风温度170℃，基碳温度为146.5℃，出风温度为134℃。
本实施例的喷涂工艺中基碳表面的TEDA喷涂量为60g/m2。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是基碳未采用环糊精改性。
对比例2：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未喷涂TEDA。
制作2个体积为1m.1m.1m的密闭空间，采用实施例1-3及对比例1-2的材料将密闭空间隔成A、B，分别采用浓度为10％的氰氢酸、氯化氢填充A，然后测试B中氰氢酸、氯化氢浓度，测试结果如表1所示
Figure BDA0002266344750000061
Figure BDA0002266344750000071
表1
从表1可知，本发明实施例3在48h后材料防毒效果仍然优异，但未采用环糊精改性的材料48h后材料防毒效果明显变劣。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种防毒面具环保型无铬碳，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
基碳10-20％、碱式碳酸铜8-14％、七钼酸铵4-7％、碱式碳酸锌2-3％、硝酸银0.7-10％、碳酸氢铵4-6％、氨水30-40％、去离子水15-25％、TEDA 2.2-2.4％；
所述基碳的制备方法为取8-30目椰壳破碎碳先采用活化液活化20-30min，活化温度为65-75℃，活化中施加电流电场，电流电场的电场强度为55-75V/cm，电流密度为50-70A/cm2，活化结束，离心、干燥再加入到磁力搅拌器中，然后再向其中加入基碳总量2倍的环糊精，然后再加入无水乙醇，以320-380r/min的转速、85-95℃的温度搅拌1-2h，搅拌结束，然后将溶液转至干燥炉中以80℃的温度将溶液干燥成粉，随后再热压煅烧，最后离心，得到基碳。
2.根据权利要求1所述的一种防毒面具环保型无铬碳，其特征在于，所述防毒面具环保型无铬碳包括以下重量百分比的原料：
基碳14.7％、碱式碳酸铜11％、七钼酸铵5.5％、碱式碳酸锌2.5％、硝酸银5％、碳酸氢铵5％、氨水35％、去离子水20％、TEDA 2.3％。
3.根据权利要求1所述的一种防毒面具环保型无铬碳，其特征在于，所述活化液的制备方法为：将十八醇加入到甜杏仁油中，然后以100r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入月桂酰谷氨酸钠、硅烷二醇水杨酸酯，继续以200r/min的转速搅拌10-20min，最后再加入透明质酸钠，保持转速继续搅拌10min，搅拌结束，即可。
4.根据权利要求1所述的一种防毒面具环保型无铬碳，其特征在于，所述基碳的制备中热压煅烧采用600℃的温度煅烧10-20min，煅烧中施加10-20MPa的压力。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的防毒面具环保型无铬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将七钼酸铵加入到温度为40-50℃的去离子水中，然后搅拌至七钼酸铵完全溶解，得到溶液A；随后再将碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸氢铵、氨水共同搅拌，至原料充分溶解，得到溶液B；再将硝酸银加入到水中搅拌得到溶液C；最后将溶液A、溶液B、溶液C进行混合，混合转速为200-300r/min，混合温度为65-75℃，得到浸渍液；
步骤三，将基碳置于步骤二的浸渍液中，静置5-7h，静置温度为75-79℃，静置结束，送入干燥机中进行真空抽湿，然后再加热干燥，加热干燥温度为120-130℃，干燥10-20min随后再沸腾炉中进行活化，活化2h后出炉；
步骤四，出炉后待基碳温度降至60℃，采用喷涂工艺喷涂TEDA，然后在60℃下保温40min，待基碳表面干燥，恢复至室温，即可，然后再筛分、包装，得到防毒面具环保型无铬碳。
6.根据权利要求5所述的一种防毒面具环保型无铬碳的制备方法，其特征在于，所述沸腾炉中活化的条件为进风温度160-180℃，基碳温度为145-148℃，出风温度为130-138℃。
7.根据权利要求6所述的一种防毒面具环保型无铬碳的制备方法，其特征在于，所述沸腾炉中活化的条件为进风温度170℃，基碳温度为146.5℃，出风温度为134℃。
8.根据权利要求5所述的一种防毒面具环保型无铬碳的制备方法，其特征在于，所述喷涂工艺中基碳表面的TEDA喷涂量为20-100g/m2。
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