一种有害气体吸附剂的制备方法
【专利摘要】本发明提出一种有害气体吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S10，在恒温水浴容器内加入超纯水和高锰酸钾粉末，搅拌，待高锰酸钾完全溶解后加入活性氧化铝颗粒进行浸渍，且活性氧化铝颗粒的质量小于高锰酸钾溶液质量的1/3；S20，过滤上述溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置至没有液体滴出；S30，将上述湿态材料烘干并自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。本发明采用高锰酸钾作为活性组分，将其配成溶液后进行氧化铝载体的过量浸渍，高锰酸钾负载均匀进而可以将吸附的甲醛、硫化氢等气体氧化为二氧化碳脱附，形成循环吸附扩大了吸附容量，吸附性能高；过量浸渍无需搅拌，因而有效避免吸附材料粉化。
【专利说明】一种有害气体吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气净化领域，特别涉及一种有害气体吸附剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着小康生活的逐步实现，人们对居家环境的质量也有了更高的要求，居家装修已成为时尚。然而，装修在使居室变得舒适与美观的同时，也给室内环境造成了污染。如在室内装修过程中采用含有毒、有害物质的建材以及不合理的设计，会产生微量的甲醛、甲苯、苯、氨、硫化氢等对人体极为有害的化学物质。
[0003]通常状况下，对有害气体的处理有物理吸附和化学吸附等手段。物理吸附是依靠多孔物质(如活性炭、分子筛等)的孔结构进行物理吸附，但有些小分子、低沸点的物质在孔内容易逃逸，较难吸附在这些多孔物质上；化学吸附较常见的是高锰酸钾负载的活性氧化铝材料，其以氧化铝材料作为载体，以高锰酸钾为活性物质，利用高锰酸钾容易氧化的性质，将吸附在孔内的甲醛、硫化氢等污染气体氧化成二氧化碳后排出，或者将其氧化成酸后固定于孔内，因此可以有效避免吸附后有害气体分子的脱附，吸附性能较高。
[0004]现有技术中制备高锰酸钾负载的活性氧化铝材料的方法有多种，如采用喷液成型法，将高锰酸钾溶液喷洒在活性氧化铝粉的表面同时滚球成型，该方法制备的材料具有较好的比表面积和吸附性能，但其在湿度较高的环境下较易粉化，应用受到限制；或采用等量浸溃法，先测出活性氧化铝的吸水量，以等量的高锰酸钾溶液在较高速度的搅拌下进行浸溃负载，使活性氧化铝正好将高锰酸钾溶液吸干，以得到相应性能的负载吸附剂。但等量浸溃法需要在浸溃过程中不断搅拌，在搅拌过程中非常容易使活性氧化铝粉化，所以这种方法制备的吸附剂强度较差，有较多的粉尘生成，在一些场合应用受到限制，而且在浸溃过程中的搅拌也容易使浸溃过程不均匀，还加大了操作的难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种负载均匀、吸附性能高且能避免吸附材料粉化的有害气体吸附剂的制备方法。
[0006]本发明提出一种有害气体吸附剂的制备方法，其包括以下步骤:
[0007]S10，在恒温水浴容器内加入超纯水和高锰酸钾粉末，搅拌，待高锰酸钾完全溶解后，得到高锰酸钾溶液，再加入活性氧化铝颗粒进行浸溃，且活性氧化铝颗粒的质量小于高锰酸钾溶液质量的1/3 ;S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置至没有液体滴出；S30，将步骤S20中所述湿态材料烘干并自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
[0008]优选地，步骤SlO中所述的活性氧化铝比表面积高于200m2/g，吸水量大于活性氧化铝总质量的50%。
[0009]优选地，步骤SlO中配制的高锰酸钾溶液的质量分数为3%—9%。
[0010]优选地，步骤SlO中所述恒温水浴的温度为70— 90°C中任一值，所述浸溃时间为2—4小时。
[0011]优选地，步骤S20中所述静置时间为20— 80分钟。
[0012]优选地，步骤S30中所述烘干温度为120— 160°C，时间为2— 4小时。
[0013]本发明提出的有害气体吸附剂的制备方法，采用高锰酸钾作为活性组分，将其配成溶液后进行氧化铝载体的过量浸溃，高锰酸钾负载均匀进而可以将吸附的甲醛、硫化氢等气体氧化为二氧化碳脱附，形成循环吸附扩大了吸附容量，吸附性能高；过量浸溃无需搅拌，因而有效避免吸附材料粉化。该制备方法简单、实用性强，适于大规模工业生产。
【具体实施方式】
[0014]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0015]本发明提供了一种有害气体吸附剂的制备方法，其包括以下步骤:
[0016]S10，在恒温水浴容器内加入超纯水和高锰酸钾粉末，搅拌，待高锰酸钾完全溶解后，得到高锰酸钾溶液，再加入活性氧化铝颗粒进行浸溃，且活性氧化铝颗粒的质量小于高猛酸钾溶液质量的1/3 ；
[0017]高锰酸钾的溶解度较低，因此需要在加热条件下进行高锰酸钾溶液的配制，且为了防止高锰酸钾在浸溃过程中重结晶，本实施例中在恒温水浴容器内进行，一方面保证溶液的温度，使得高锰酸钾完全溶解，另一方面恒温下浸溃，整个溶液体系的温度恒定，高锰酸钾在活性氧化铝颗粒上的负载较为均匀。优选地，恒温水浴的温度为70—90°C中任一值。且优选地，恒温水浴的温度为70°C，浸溃时间为2— 4小时。
[0018]高锰酸钾作为活性物质，在有害气体的吸附净化过程中起到氧化降解作用，在配制高锰酸钾溶液的过程中，若高锰酸钾含量太低则吸附性能较低，不能充分起到氧化降解的作用；若含量过高，其附着在活性氧化铝颗粒上会堵塞活性氧化铝的孔道致使吸附性能降低，因此配制的高锰酸钾溶液浓度应在1.5%—10% (质量分数)，优选地，高锰酸钾溶液的质量分数为3-9%。
[0019]且本实施例中，为了有效控制吸附材料内高锰酸钾的含量，使吸附效果最佳，活性氧化铝的比表面积高于200m2/g，吸水量大于活性氧化铝总质量的50%。
[0020]S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置；
[0021]本发明采用过量浸溃法，活性氧化铝颗粒的质量小于高锰酸钾溶液质量的1/3，因此浸溃过程完成后，溶液体系中有高锰酸钾负载的活性氧化铝固体材料和过量的高锰酸钾溶液，需要过滤使固体液体分离，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料。
[0022]具体地，本实施例中，恒温水浴容器上方设置带有孔容器的去液架，且该有孔容器的孔径小于活性氧化铝的直径，将高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料置于有孔的容器内时，湿态材料上残留的浸溃液留在恒温水浴内，从而避免后续干燥过程中，湿态材料上残留的浸溃液对干燥机造成污染。
[0023]优选地，该步骤中，静置时间为20— 80分钟。
[0024]S30，将步骤S20中所述湿态材料烘干并自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
[0025]优选地，为了避免烘干过程中高锰酸钾随水移动至活性氧化铝表面，并进行聚集和结晶，导致活性氧化铝内部高锰酸钾含量的不足，本发明采用自动翻动型的干燥箱进行烘干，使高锰酸钾附着更为均匀。
[0026]本发明提出的有害气体吸附剂的制备方法，采用高锰酸钾作为活性组分，将其配成溶液后进行氧化铝载体的过量浸溃，高锰酸钾负载均匀进而可以将吸附的甲醛、硫化氢等气体氧化为二氧化碳脱附，形成循环吸附扩大了吸附容量，吸附性能高；且该过程无需搅拌，因而有效避免吸附材料粉化。同时，该制备方法简单、实用性强，适于大规模工业生产。
[0027]实施例1:
[0028]S10，在恒温水浴锅内加入50Kg的超纯水和4.2Kg的高锰酸钾粉末，搅拌30min，待高锰酸钾完全溶解后加入2-3mm直径的活性氧化铝颗粒1Kg进行浸溃。水浴温度保持在70°C，浸溃时间为4小时。
[0029]S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置80分钟，至没有液体滴出。
[0030]S30，将步骤S20中所述湿态材料转移至自动翻动型的干燥箱内进行烘干，温度为120°C，时间为4小时，然后置于室温下自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
[0031 ] 得到的吸附剂颜色均匀，破碎后发现内部颜色同样均匀，粉化率较低。
[0032]该材料经过测试，在密闭环境中对于甲醛的一小时去除率为98%，粉化率小于I %，同等条件下等量浸溃法制备的样品甲醛一小时去除率为95%，粉化率大于2%，
[0033]实施例2:
[0034]S10，在恒温水浴锅内加入50Kg的超纯水和1.55Kg的高锰酸钾粉末，搅拌30min，待高锰酸钾完全溶解后加入4-6mm直径的活性氧化铝颗粒12Kg进行浸溃。水浴温度保持在90°C，浸溃时间为3小时。
[0035]S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置20分钟。
[0036]S30，将步骤S20中所述湿态材料转移至自动翻动型的干燥箱内进行烘干，温度为150°C，时间为3小时，然后置于室温下自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
[0037]得到的吸附剂颜色均匀，破碎后发现内部颜色同样均匀，颜色为浅紫色，比实施例1中的颜色浅，粉化率同样较低。
[0038]该材料经过测试，在密闭环境中对于甲醛的一小时去除率为92%，粉化率小于I %，同等条件下等量浸溃法制备的样品甲醛一小时去除率为85%，粉化率大于2%。
[0039]实施例3:
[0040]S10,在恒温水浴锅内加入50Kg的超纯水和5Kg的高锰酸钾粉末，搅拌30min，待高锰酸钾完全溶解后加入3-5_直径的活性氧化铝颗粒ISKg进行浸溃。水浴温度保持在80°C，浸溃时间为2小时。
[0041]S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置60分钟。
[0042]S30，将步骤S20中所述湿态材料转移至自动翻动型的干燥箱内进行烘干，温度为160°C，时间为2小时，然后置于室温下自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
[0043]得到的吸附剂颜色均匀，破碎后发现内部颜色同样均匀，颜色为浅紫色，比实施例1中的颜色浅，粉化率同样较低。
[0044]该材料经过测试，在密闭环境中对于甲醛的一小时去除率为92%，粉化率小于I %，同等条件下等量浸溃法制备的样品甲醛一小时去除率为85%，粉化率大于2%。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: SlO,在恒温水浴容器内加入超纯水和高锰酸钾粉末，搅拌，待高锰酸钾完全溶解后，得到高锰酸钾溶液，再加入活性氧化铝颗粒进行浸溃，且活性氧化铝颗粒的质量小于高锰酸钾溶液质量的1/3 ； S20，过滤步骤SlO中的溶液体系，得到高锰酸钾负载的活性氧化铝湿态材料并静置至没有液体滴出； S30，将步骤S20中所述湿态材料烘干并自然冷却，即得到所述有害气体吸附剂。
2.如权利要求1所述的有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤SlO中所述的活性氧化铝比表面积高于200m2/g，吸水量大于活性氧化铝总质量的50%。
3.如权利要求1所述的有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤SlO中配制的高猛酸钾溶液的质量分数为3%—9%。
4.如权利要求1至3中任一项所述的有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤SlO中所述恒温水浴的温度为70— 90°C中任一值，所述浸溃时间为2— 4小时。
5.如权利要求1至3中任一项所述的有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S20中所述静置时间为20— 80分钟。
6.如权利要求1至3中任一项所述的有害气体吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S30中所述烘干温度为120— 160°C，时间为2— 4小时。
【文档编号】B01J20/08GK104248942SQ201410492175
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】金盛烨, 李晓强 申请人:江苏普瑞姆纳米科技有限公司