CN115301218A - 一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其制备方法。本发明中木质纤维素海绵表面含有大量羟基,通过氨基酸的羧基与羟基发生酯化反应对其进行改性,经改性后的海绵表面键合有二甲氨基、咪唑基、酰胺等,氨基和咪唑上的氮原子能够与乙炔等气体形成氢键,同时组氨酸咪唑N‑H键及天冬酰胺N‑H键可以作为良好的氢键供体与二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫及三氧化硫等气体形成较强的氢键,增强了吸附这些气体的能力。掺杂的活性炭颗粒可以填充到木质纤维素海绵纤维之间的孔隙中,克服传统木质纤维素海绵孔隙过大,气体吸附率低的问题。同时木质纤维素海绵在自然界中可生物降解,不会对生态环境造成危害,具有很好的应用前景。

Description

一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其应用
技术领域
本发明属于废气处理技术领域,具体说是一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其应用。
背景技术
随着工业的发展,人类生活水平的提高,越来越多的有毒有害的气体被排出,特别是化工厂、钢铁厂、制药厂等,排放的废气气味大,严重污染环境和影响人体健康。因此,废气处理成为了人们亟待解决的问题。
随着人类环保意识的不断加强,对于生存的环境,特别是对空气、水等净化密切相关的环保材料的性能要求越来越高,其中颗粒活性炭具有发达的孔隙结构,良好的吸附性能,机械强度高,易反复再生,造价低等特点而被广泛用于气体的净化,废气处理领域,但是粒状或粉状的结构,使其在应用时有许多不便,限制了它的应用范围。木质纤维素海绵具有比重小、比表面积大、孔隙率高、阻燃和保温的特点,并且具有良好的柔韧性,且其来源广、成本低、可再生、可生物降解,加工成海绵后质量轻,压缩回弹性能优异,便于储运,并且可以重复使用,具有很大的开发前景。但是木质纤维素海绵内孔隙率比较大,密度低,且未经改性的纤维素表面官能团单一,气体吸附能力低,因此在气体吸附领域不能很好的应用。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其在废气处理工艺中的应用。通过制备木质纤维素海绵过程中加入活性炭,降低了海绵的孔隙率,然后通过对其表面进行改性,增强了气体吸附能力。本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,按重量份计,由以下组分制成:木
质纤维素海绵35~50份, N,N-二甲基甘氨酸8~24份、N,N-二甲基天冬酰胺14~44份、N,N-二甲基组氨酸12~36份、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺43~150份、1-羟基苯并三唑份37~130份;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:以重量份计,将110份木浆粕完全浸泡到100份氢氧化钠溶液中,维持温度35~45℃,浸泡时间为30~60 min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入55~70份的二硫化碳, 25~35℃下反应2~3h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到100份氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24~36 h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30~40份纤维素粘胶液、4~8份木浆粕、55~70份硫酸钠晶体和100份纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入40-50份活性炭粉,超声3~4 h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100份水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为35~45%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为4~8%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30~-10℃,压力为15~20Pa,时间为12~24h。
制备所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料的方法,包括以下步骤:
Figure 153336DEST_PATH_IMAGE001
以重量份计,将8~24份N,N-二甲基甘氨酸、14~44份N,N-二甲基天冬酰胺、12~36份N,N-二甲基组氨酸、43~150份1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、37~130份1-羟基苯并三唑份加入到100~200份水中,然后加入氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 231013DEST_PATH_IMAGE002
将35~50份木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 325877DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12~24h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用100~200份水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠加入量与所述三种氨基酸总加入量摩尔比为3:1。
1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺作为缩合试剂,用于酯化反应;
步骤(1)中加入氢氧化钠,促进氨基酸溶解,氨基酸在水中溶解度小,弱碱条件下增加溶解度。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明中木质纤维素海绵表面含有大量羟基,通过氨基酸的羧基与木质纤维素海绵表面的羟基发生的酯化反应对其进行改性,经氨基酸改性的木质纤维素海绵表面键合有二甲氨基、咪唑基、酰胺等,氨基和咪唑上的氮原子能够与乙炔等气体形成氢键,同时组氨酸咪唑N-H键及天冬酰胺N-H键可以作为良好的氢键供体与二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫及三氧化硫等气体形成较强的氢键,增强了吸附这些气体的能力。
本发明制备木质纤维素海绵过程中加入活性炭,掺杂的活性炭颗粒可以填充到木质纤维素海绵纤维之间的孔隙中,克服传统木质纤维素海绵孔隙过大,气体吸附率低的问题。
本发明中木质纤维素海绵在自然界中可生物降解,不会对生态环境造成危害,具有很好的应用前景。
本发明原料来源广,低价易得,合成步骤简单,气体吸附能力增强。
附图说明
图1 为本发明制备的木质纤维素海绵的TEM透射电镜图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料及其应用,通过以下技术方案实现:
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
本申请所用的木浆粕从大城县博阳保温材料销售部购买,规格为160目。
实施例1
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
3.5kg、N,N-二甲基甘氨酸0.8kg、N,N-二甲基天冬酰胺1.4kg、N,N-二甲基组氨酸1.2kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺4.3kg、1-羟基苯并三唑份3.7kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度35℃,浸泡时间为30min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入5.5kg的二硫化碳, 25℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg纤维素粘胶液、4kg木浆粕、55kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入40kg活性炭粉,超声3h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵,从图1可以看出经透射电镜扫描后可以观察到木质纤维素海绵纤维丝及其包裹的活性炭颗粒;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为35%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为4%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为12h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 805400DEST_PATH_IMAGE001
将0.8kgN,N-二甲基甘氨酸、1.4kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.2kg N,N-二甲基组氨酸、4.3kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、3.7kg1-羟基苯并三唑份加入到10kg水中,然后加入0.92Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 242198DEST_PATH_IMAGE002
将3.5kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 322018DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用10kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例2
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
3.5kg、N,N-二甲基甘氨酸0.8kg、N,N-二甲基天冬酰胺1.4kg、N,N-二甲基组氨酸1.2kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺5.0kg、1-羟基苯并三唑份4.3kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度40℃,浸泡时间为40min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入5.5kg的二硫化碳, 25℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg纤维素粘胶液、4kg木浆粕、55kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入40kg活性炭粉,超声4h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为35%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为4%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为12h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 502464DEST_PATH_IMAGE001
将0.8kgN,N-二甲基甘氨酸、1.4kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.2kg N,N-二甲基组氨酸、5.0kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、4.3kg1-羟基苯并三唑份加入到10kg水中,然后加入0.92Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 39755DEST_PATH_IMAGE002
将3.5kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 896722DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用10kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例3
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
4kg、N,N-二甲基甘氨酸1kg、N,N-二甲基天冬酰胺1.8kg、N,N-二甲基组氨酸1.5kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺5.5kg、1-羟基苯并三唑份5kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度40℃,浸泡时间为40min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入6kg的二硫化碳,25℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg纤维素粘胶液、4kg木浆粕、55kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入45kg活性炭粉,超声3h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为40%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为5%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为12h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 948991DEST_PATH_IMAGE001
将1kgN,N-二甲基甘氨酸、1.8kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.5kg N,N-二甲基组氨酸、5.5kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、5kg1-羟基苯并三唑份加入到10kg水中,然后加入1.9Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 933128DEST_PATH_IMAGE002
将4kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 387243DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应18h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用15kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例4
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
4kg、N,N-二甲基甘氨酸1kg、N,N-二甲基天冬酰胺1.8kg、N,N-二甲基组氨酸1.5kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺6.0kg、1-羟基苯并三唑份5.3kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度40℃,浸泡时间为50min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入6.5kg的二硫化碳,25℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg粘胶液、4kg木浆粕、55kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入45kg活性炭粉,超声4h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为40%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为5%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为12h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 415111DEST_PATH_IMAGE001
将1kgN,N-二甲基甘氨酸、1.8kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.5kg N,N-二甲基组氨酸、6.0kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、5.3kg1-羟基苯并三唑份加入到10kg水中,然后加入1.9Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 954676DEST_PATH_IMAGE002
将4kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 680187DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应18h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用15kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例5
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
5kg、N,N-二甲基甘氨酸1.2kg、N,N-二甲基天冬酰胺2.2kg、N,N-二甲基组氨酸1.8kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺6.7kg、1-羟基苯并三唑份6.0kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度45℃,浸泡时间为60min,制成纤维素钠;
(2)磺化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入7.0kg的二硫化碳,35℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置36h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg纤维素粘胶液、8kg木浆粕、70kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入50kg活性炭粉,超声3h,使活性炭粉进入到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为45%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为8%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为12h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 238076DEST_PATH_IMAGE001
将1.2kgN,N-二甲基甘氨酸、2.2kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.8kg N,N-二甲基组氨酸、6.7kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、6.0kg1-羟基苯并三唑份加入到10kg水中,然后加入3.6Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 187578DEST_PATH_IMAGE002
将5kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 214439DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,压干,然后用20kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例6
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
5kg、N,N-二甲基甘氨酸1.2kg、N,N-二甲基天冬酰胺2.2kg、N,N-二甲基组氨酸1.8kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺7.5kg、1-羟基苯并三唑份6.5kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度45℃,浸泡时间为60min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入7.0kg的二硫化碳,35℃下反应2h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置36h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30kg纤维素粘胶液、8kg木浆粕、70kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入50kg活性炭粉,超声4h,使活性炭粉进入到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为45%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为8%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-30℃,压力为15Pa,时间为16h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 540379DEST_PATH_IMAGE001
将1.2kgN,N-二甲基甘氨酸、2.2kg N,N-二甲基天冬酰胺、1.8kg N,N-二甲基组氨酸、7.5kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、6.5kg1-羟基苯并三唑份加入到15kg水中,然后加入3.6Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 156037DEST_PATH_IMAGE002
将5kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 542019DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,压干,然后用20kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
实施例7
一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,由以下组分制成:木质纤维素海绵
5kg、N,N-二甲基甘氨酸2.0kg、N,N-二甲基天冬酰胺3.0kg、N,N-二甲基组氨酸2.2kg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺16.1kg、1-羟基苯并三唑份12.5kg;
其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:将11kg木浆粕完全浸泡到10kg氢氧化钠溶液中,维持温度45℃,浸泡时间为60min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入7.0kg的二硫化碳,35℃下反应3h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到10kg氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置36h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将40kg纤维素粘胶液、8kg木浆粕、70kg硫酸钠晶体和100kg纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入50kg活性炭粉,超声4h,使活性炭粉进入到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100kg水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵;
所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为45%;
所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为8%;
所述步骤(4)中冷冻温度为-25℃,压力为20Pa,时间为24h。
木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
Figure 56176DEST_PATH_IMAGE001
将2.0kgN,N-二甲基甘氨酸、3.0kg N,N-二甲基天冬酰胺、2.2kg N,N-二甲基组氨酸、16.1kg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、12.5kg1-羟基苯并三唑份加入到20kg水中,然后加入3.1Kg氢氧化钠,搅拌混合均匀;
Figure 169495DEST_PATH_IMAGE002
将5kg木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 390392DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,压干,然后用20kg水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
本发明的一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,可用于钢铁厂、焊接车间、水泥厂、发电厂等车间的废气处理。
将实施例1~7所得的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料置于某水泥厂废气处理装置内,经过相同条件的废气吸附后,对出口处废气进行检测,结果如表1所示。
表1 废气吸附前后的检测数据
Figure 947275DEST_PATH_IMAGE003
由表1的结果可以看出,基于木质纤维素海绵的废气吸附材料对废气中的污染物吸附效果显著,经吸附处理后能够达到大气污染物排放标准。

Claims (8)

1.一种基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,其特征在于:按重量份计,由以
下组分制成:木质纤维素海绵35~50份、N,N-二甲基甘氨酸8~24份、N,N-二甲基天冬酰胺14~44份、N,N-二甲基组氨酸12~36份、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺43~150份和1-羟基苯并三唑37~130份。
2.如权利要求1所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,其特征在于:其中木质纤维素海绵按照如下方法制备:
(1)碱化:以重量份计,将110份木浆粕完全浸泡到100份氢氧化钠溶液中,维持温度35~45℃,浸泡时间为30~60min,制成纤维素钠;
(2)黄化:向步骤(1)中制备的纤维素钠中通入55~70份的二硫化碳, 25~35℃下反应2~3h,制成纤维素磺酸酯;将制备的纤维素磺酸酯加入到100份氢氧化钠溶液中,搅拌溶解混合均匀,然后静置24~36 h,制备分散均匀的纤维素粘胶液;
(3)混料:将30~40份纤维素粘胶液、4~8份木浆粕、55~70份硫酸钠晶体和100份纯水混合搅拌均匀,制成木质纤维素海绵体分散液;
(4)加入活性炭粉:将步骤(3)中制备的木质纤维素海绵体分散液加入40-50份活性炭粉,超声3~4 h,使活性炭粉均匀分散到海绵体的空隙中,然后冷冻干燥成型,得到活性炭木质纤维海绵体;
(5)漂洗:将步骤(4)中得到的木质纤维素海绵体加入100份水中漂洗3次,挤干水分,烘干即得木质纤维素海绵。
3.如权利要求2所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,其特征在于:所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为35~45%。
4.如权利要求2所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,其特征在于:所述步骤(2)中氢氧化钠浓度为4~8%。
5.如权利要求2所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料,其特征在于:
所述步骤(4)中冷冻温度为-30~-10℃,压力为15~20Pa,时间为12~24h。
6.制备如权利要求1所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)以重量份计,将8~24份N,N-二甲基甘氨酸、14~44份N,N-二甲基天冬酰胺、12~36份N,N-二甲基组氨酸、43~150份1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和37~130份1-羟基苯并三唑份加入到100~200份水中,然后加入氢氧化钠,搅拌混合均匀;
(2)将35~50份木质纤维素海绵浸泡于步骤
Figure 706236DEST_PATH_IMAGE001
制备的混合溶液中,25℃反应12~24h,取出,压干木质纤维素海绵中的溶液,然后用100~200份水洗,压干,重复三次,烘干即得氨基酸改性的木质纤维素海绵。
7.如权利要求6所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中氢氧化钠加入量与N,N-二甲基甘氨酸,N,N-二甲基天冬酰胺,N,N-二甲基组氨酸这三种是氨基酸总加入量摩尔比为3:1。
8.权利要求1所述的基于木质纤维素海绵的废气吸附材料的应用,其特征在于:在制备废气吸附材料方面的应用。
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