CN1190253C - 化学实验室废气净化吸附板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学实验室废气净化吸附板及其制备方法。所述的吸附板是由承载板和其上固定载有TiO2或改性TiO2光催化剂的活性炭纤维织物构成，或该吸附板是由单一活性炭纤维制成的，其上载有TiO2或改性TiO2光催化剂蜂窝板结构。所述的制备方法是将TiO2或改性TiO2光催化剂载于活性炭纤维织物中，其过程是采用锐钛矿型TiO2或改性TiO2光催化剂分散在水中，制得浆料1，在上述浆料中再溶入水溶性粘合剂，制得浆料2。用喷枪将浆料1均匀地喷在活性炭纤维织物表面，然后接着在其表面均匀地喷上浆料2，最后将其置于鼓风干燥箱中干燥。将载有光催化剂的活性炭纤维织物固定在承载板上，制成吸附板。本发明优点在于，净化吸附降解后不再产生二次污染，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学实验室废气净化吸附板及其制备方法。属于废气净化处理技术。
背景技术
现有废气净化处理有的采用活性炭或活性炭纤维吸附法，该方法存在着脱附再生时产生二次污染的缺点；也有采用活性炭与光催化剂混合物的吸附——光催化降解法，但其降解效率不高；也有在载体上粘有活性炭粉，而后再载上光催化剂的吸附——光催化降解法(CN12887745A)，但活性炭粉本身的吸附效果不好，且表面的光催化剂在气流的作用下易散失；此外，用于有机废水处理的活性炭纤维网作TiO2载体的吸附——光催化处理方法(CN1301668A)，其TiO2是以附载的方式与活性炭纤维相结合，它不适用于流速较高的废气的净化要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学实验室废气吸附板及其制备方法。它是采用高效吸附材料——活性炭纤维为载体，采用一种优化技术将TiO2或改性TiO2牢固地固载其上，并制作为实验室废气净化吸附板。该吸附板制备方法简单，使用方便。
本发明是通过下述技术方案加以实现的。该吸附板是由承载板和其上固定载有TiO2或改性TiO2光催化剂的活性炭纤维织物构成。所述吸附板也可以是由单一活性炭纤维制成的，其上载有TiO2或改性TiO2光催化剂蜂窝板结构。
本发明所述的吸附板对化学实验室废气有很强的吸附能力。而后在光催化剂和紫外光的作用下将吸附的有害物质氧化降解，最终产物为CO2和H2O，对环境不产生二次污染，同时具有消毒灭菌作用。
上述的吸附板的承载板断面呈矩形或波纹状。
上述的吸附板板体是矩形、圆形、三角形、梯形或椭圆形。
上述的TiO2或改性TiO2光催化剂粒径为10～50nm。
上述的TiO2或改性TiO2光催化剂粒径为10～35nm。
上述的活性炭纤维比表面积＞1200m2/g，吸碘值＞1200mg/g。
上述吸附板中的光催化剂在活性炭纤维织物层中的含量由表面至里层递减分布。
上述吸附板的制备方法其过程包括将TiO2或改性TiO2光催化剂载于活性炭纤维织物中，再将含有TiO2或改性TiO2光催化剂活性炭纤维织物固定在承载板上。其特征在于：将粒径10～50nm的锐钛矿型TiO2或改性TiO2光催化剂以10％的重量含量分散在水中，并在超声波的作用下使其充分分散，制得浆料1；在上述浆料中再溶入0.5～2.5％水溶性粘合剂，并在超声波作用下使其均匀混合，制得浆料2。用喷枪按120～170ml/m2计量将浆料1均匀地喷在活性炭纤维织物表面，然后接着在其表面按50～75ml/m2计量用喷枪均匀地喷上上述浆料2，最后将其置于140～180℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时。
上述粘合剂可选择水溶性的聚乙烯醇、羧甲基纤维素或羧甲基淀粉醚。
本发明的优点是：
(1)由于采用了两次喷涂法，使TiO2或改性TiO2光催化剂在活性炭纤维织物层中含量的分布由里至外递增，这样既保持了疏松的活性炭纤维织物对废气高容量快速度吸附，又使TiO2或改性TiO2光催化剂颗粒最大限度地发挥受光进行光催化作用。
(2)采用比表面积＞1200m2/g，吸碘值＞1200mg/g的活性炭纤维及高效的粒径10～50nm的TiO2及改性TiO2光催化剂，能快速吸附有害物质，在紫外光照射下有害物质氧化降解为无害的CO2和H2O，对环境不产生二次污染。
(3)本发明的净化吸附板，可连续或间歇使用，无须对其进行活化、再生，使用方便，运行成本低。
附图说明
图1为本发明净化吸附板的结构示意图。
图2为本发明单一活性炭纤维制成的蜂窝式吸附板结构示意图。
图中1为承载板2为活性炭纤维层；3为光催化剂；4为固定网；5为固定件。
具体实施方式
实施例1，具体的方法是将10～35nm的TiO2，或经Si改性的TiO2的半导体光催化剂按固含量为10％的比例分散在水中，并在超声波的作用下使其得到充分地分散，得到稳定的浆料1。在浆料1溶入1％羧甲基纤维素，并在超声波的作用下使其均匀，构成浆料2。用喷枪将浆料1按150ml/m2计量均匀地喷在厚度为3mm的活性炭纤维毡表面，并以按60ml/m2计量，接着喷涂浆料2，将其放入鼓风干燥箱于180℃干燥2小时，然后按实际应用的尺寸剪裁待用。采用上述的载有TiO2的活性炭纤维毡制成300×400(mm)2的吸附板，把这样的两块吸附板上，下放在300×450×100(mm)3的模拟通风管中，并装一盏功率为15W；波长为253.7nm的紫外灯管和轴流风机，将其置于187升设有进样、取样口和电源线的密闭容器内。以气相色谱检测其对甲苯、丙酮、三氯乙烯和硫化氢等的净化率。
净化吸附板的净化效果
| 模拟废气 | 甲苯 | 丙酮 | 三氯乙烯 | 甲醛 | 氨气 | 硫化氢 |
| 初始浓度ppm | 1000 | 1200 | 1500 | 1500 | 2000 | 2000 |
| 5分钟后浓度ppm | 10 | 15 | 18 | 20 | 30 | 15 |
| 5分钟净化率％ | 99 | 97.5 | 98.8 | 97 | 98.5 | 99.5 |
| 3小时后CO2生成量ppm | 1200 | 1750 | 1200 | 800 | / | / |
从表中可看出吸附板的净化率是很高的，在5分钟内即有95％以上的废气被活性炭纤维吸附，而光催化降解则是相对缓慢的过程，最终降解产物是CO2和H2O。
实施例2，按实施例1的方法制备净化吸附板。不同之处在于：TiO2光催化剂粒径为10～50nm。按照实施1的方法进行检测，甲苯初始浓度为1000ppm，3小时CO2生成量为1000ppm。
实施例3，按实施例1的方法制备净化吸附板。不同之处在于：在向活性炭纤维喷涂光催化剂浆料过程中，只喷涂上述浆料2，并按210ml/m2计量，而不喷涂浆料1。按实施例1的方法进行检测，甲苯的初始浓度为1000ppm，5分钟后甲苯浓度为150ppm；5分钟净化率为85％；3小时后CO2生成量为700ppm。
实施例4，按实施例1的方法制备净化吸附板，不同之处在于：在制备浆料2时，加入的粘合剂是聚乙烯醇并按1.5％计量。按实施例1的方法进行检测，甲苯初始浓度为1000ppm，5分钟后甲苯浓度为50ppm；5分钟净化率为95％，3小时后CO2生成量为1085ppm。
Claims (9)
1.一种化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：该吸附板是由承载板和其上固定载有TiO2或改性TiO2光催化剂的活性炭纤维织物构成，或该吸附板是由单一活性炭纤维制成的，其上载有TiO2或改性TiO2光催化剂蜂窝板结构。
2.按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：吸附板的承载板断面呈矩形或波纹状。
3.按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：吸附板板体是矩形、圆形、三角形、梯形或椭圆形。
4.按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：TiO2或改性TiO2光催化剂粒径为10～50nm。
5.按权利要求4所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：TiO2或改性TiO2光催化剂粒径为10～35nm。
6.按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：活性炭纤维比表面积＞1200m2/g，吸碘值＞1200mg/g。
7.按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板，其特征在于：吸附板中的光催化剂在活性炭纤维织物层中的含量由表面至里层递减分布。
8.一种制备按权利要求1所述的化学实验室废气净化吸附板的方法，该制备方法其过程包括将TiO2或改性TiO2光催化剂载于活性炭纤维织物中，再将含有TiO2或改性TiO2光催化剂活性炭纤维织物固定在承载板上，其特征在于：将粒径10～50nm的锐钛矿型TiO2或改性TiO2光催化剂以10％的重量含量分散在水中，并在超声波的作用下使其充分分散，制得浆料1；在上述浆料中再溶入0.5～2.5％水溶性粘合剂，并在超声波作用下使其均匀混合，制得浆料2，用喷枪按120～170ml/m2计量将浆料1均匀地喷在活性炭纤维织物表面，然后接着在其表面按50～75ml/m2计量用喷枪均匀地喷上上述浆料2，最后将其置于140～180℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时。
9.按权利要求8所述的化学实验室废气净化吸附板的制备方法，其特征在于：粘合剂可选择水溶性的聚乙烯醇、羧甲基纤维素或羧甲基淀粉醚。
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