一种改性膨润土甲醛吸附剂及其制备方法与流程

本发明具体涉及一种改性膨润土甲醛吸附剂及其制备方法。

背景技术：

目前市场上的甲醛吸附剂产品，基本都是将膨润土、沸石、硅藻土、麦饭石、海泡石等具有一定表面积的矿物混合运用在一起来达到对甲醛具有较好吸附效果的净化剂，而膨润土在其中由于没有得到充分的改性活化，其仅仅是作为一般载体物而参与对甲醛的吸附净化作用不大，中国专利公开号：cn105080615a，公开日2015年11月25日，名称为“一种快速除甲醛的吸附催化剂及其制备方法”，它公开了“将改性麦饭石粉、海泡石、沸石粉、膨润土粉、蔗糖溶液、硝酸钴水溶液、硝酸银水溶液、月桂醇硫酸酯铵盐水溶液混合制备而成”。中国还礼授权公告号：cn101935190b，授权公告日：2013年5越22日，发明名称为“可分解甲醛、可擦洗的生态壁材”，它公开了“将硅藻土、石英砂、纤维、膨润土、粘合剂、灰钙、保水剂、甲醛净化剂、钛白粉、负离子粉混合制备而成”。中国专利授权公告号：cn103447004b，授权公告日：2015年5月27日，发明名称为“一种强吸附型空气净化剂及其制备方法”，它公开了“将活性炭、膨润土、轻质氧化镁、茶树油、亚硫酸氢钠、烷基氧化胺、无水乙醇、酸性高锰酸钾等混合制备而成”。以上发明均反映出了膨润土只是其甲醛吸附净化产品的部分组成之一，而膨润土自身并没有单独的改性活化运用进入甲醛吸附的领域。由于其多种材料的组合而导致生产成本和材料成本的居高不下而使其在市场经济性和实用性打了折扣。

目前国内外治理甲醛污染的主要技术手段还是空气负离子技术、酸碱中和法、生化处理法、光触媒方法等，但以上方法均有成本高、对环境会造成二次污染、以及高耗能等各种不足。

技术实现要素：

为改善上述问题，本发明提供了一种改性膨润土甲醛吸附剂。

本发明通过下述技术方案实现：

一种改性膨润土甲醛吸附剂，所述吸附剂是通过氢离子将膨润土内的阳离子、一对铝离子和两对氢氧基溶出后所得。

进一步地，所述吸附剂是通过氢离子将膨润土内的阳离子、一对铝离子和两对氢氧基溶出后，在经微波辐射所得。

再进一步地，所述阳离子包括钙离子、镁离子、钾离子、钠离子。

更进一步地，所述微波辐射是通过320w功率的微波辐射器进行操作的。

另外，所述微波辐射时间为1.5～3.5min。

一种改性膨润土甲醛吸附剂的制备方法，将膨润土放置于容器中，加入浓度20%～30%的硫酸或盐酸，搅拌并加热至90～110℃，活化4～6h，然后用水洗涤至ph=4.5～6.5，接着依次离心、微波辐射、干燥，或依次离心、干燥、微波辐射，最后粉碎至200目，即得产品。

进一步地，所述微波辐射是采用功率为320w的微波辐射器。

再进一步地，按重量计，所述膨润土与硫酸或盐酸溶液的加入比例为1:2～3。

更进一步地，所述微波辐射时间为1.5～3.5min。

另外，所述干燥是在100～120℃的条件下进行干燥。

本发明具有以下优点及有益效果：

本发明的吸附剂能够有效的去除室内甲醛的污染，同时由于其生产工艺简单、用料单一、原材料价廉、广泛易得，对于室内空气污染治理具有广阔的前景。

附图说明

图1为膨润土改性前的微观形貌图。

图2为膨润土经本发明的方法改性后的微观形貌图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

随着现代人们生活水平的大幅提高，对家居家装及装饰材料的大量使用，甲醛所带来的危害问题也越来越多、越来越严重，室内空气中甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物，我国家庭空气中的甲醛来源主要有以下几个方面：（1）含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等。（2）用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。生产人造板使用的胶粘剂以甲醛为主要成分，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。（3）用人造板制造的家具，一些厂家在粘接贴面材料时使用劣质胶水，板材与胶水中的甲醛严重超标。

为了应对越来越严峻的室内家装引发甲醛污染室内环境的挑战，本发明通过对蒙脱石（膨润土）的活化改性，并针对蒙脱石属于层状铝硅酸盐，其由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，其蒙脱石层状骨架间吸附有钙、镁、钾、钠等阳离子这些显著结构特点，对蒙脱石进行活化时，这些阳离子被氢离子取代溶出，使其产生化学活性，同时将蒙脱石八面体结构中的一对铝离子和两对氢氧基溶出，从而达到使蒙脱石中的晶层间距加大、比表面积增大、多微孔网格结构的多孔型活性物质，其吸附能力和离子交换能力随之增强。同时再结合微波活化对其进行微波辐射改性，微波改性能使处于高频电磁场的蒙脱石在吸收电磁波后温度升高，同时由于其受热均匀、更利于疏通蒙脱石层间通道的堵塞和微孔结构的形成，从而达到对甲醛的有效吸附并使被污染的环境得以改善。

实施例1

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为25%的硫酸，固液比为1:2，搅拌并加热至100℃，活化时间5h，反应完后，用水洗涤至ph=5，离心分离后，利用微波辐射其进行辐射，再在110℃的条件下进行烘干，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为2min，最后粉碎至200目。

另外，可将反应后的酸土混合液进行真空抽滤，从而实现循环利用膨润土得活化作用。

实施例2

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为25%的盐酸，固液比为1:2，搅拌并加热至100℃，活化时间5h，反应完后，用水洗涤至ph=5，离心分离后，利用微波辐射其进行辐射，再在110℃的条件下进行烘干，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为2min，最后粉碎至200目。

实施例3

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为20%的硫酸，固液比为1:3，搅拌并加热至100℃，活化时间5.5h，反应完后，用水洗涤至ph=5.5，离心分离后，在115℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为2.5min，最后粉碎至200目。

实施例4

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为20%的盐酸，固液比为1:2.5，搅拌并加热至110℃，活化时间5.5h，反应完后，用水洗涤至ph=6，离心分离后，在115℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为2.5min，最后粉碎至200目。

实施例5

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为30%的硫酸，固液比为1:2，搅拌并加热至95℃，活化时间4.5h，反应完后，用水洗涤至ph=4.5，离心分离后，利用微波辐射其进行辐射，再在100℃的条件下进行烘干，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为1.5min，最后粉碎至200目。

实施例6

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为30%的盐酸，固液比为1:3，搅拌并加热至95℃，活化时间4.5h，反应完后，用水洗涤至ph=4.5，离心分离后，利用微波辐射其进行辐射，再在100℃的条件下进行烘干，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为1.5min，最后粉碎至200目。

实施例7

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为30%的硫酸，固液比为1:2.7，搅拌并加热至110℃，活化时间4h，反应完后，用水洗涤至ph=5，离心分离后，在120℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

实施例8

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为30%的盐酸，固液比为1:2，搅拌并加热至110℃，活化时间4h，反应完后，用水洗涤至ph=5，离心分离后，在120℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

实施例9

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为27%的硫酸，固液比为1:2.7，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=6，离心分离后，在110℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

实施例10

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为27%的盐酸，固液比为1:2.8，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=6，离心分离后，在110℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为2.5min，最后粉碎至200目。

实施例11

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为23%的硫酸，固液比为1:3，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=6.5，离心分离后，在120℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

实施例12

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为23%的盐酸，固液比为1:3，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=6.5，离心分离后，在120℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

实施例13

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为29%的硫酸，固液比为1:2.4，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=5，离心分离后，在120℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3.5min，最后粉碎至200目。

实施例14

称取50g的原矿膨润土放置于容器中，加入浓度为28%的盐酸，固液比为1:2.2，搅拌并加热至100℃，活化时间6h，反应完后，用水洗涤至ph=5.5，离心分离后，在110℃的条件下进行干燥，再利用微波辐射器进行辐射，微波辐射器的功率为320w，辐射反应时间为3min，最后粉碎至200目。

试验测试，将改性前的膨润土和通过实施例1改性后的膨润土进行扫描，具体结果如图1、图2。

通过扫描电镜对改性前和改性后的对比可以看出，图1的膨润土虽然呈现板块状结构，但是层间距离没有打开。图2改性活化处理可除去分布于膨润土通道中的杂质，孔道得到疏通，孔道扩大有利于阳离子交换容量的提高，还使得原较为致密的片状板层堆积结构变得疏松、剥离，而片层的剥离有助于对气体的吸附。

实施效果：

检测依据：qb/t2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》

检测设备：大气采样器、分光光度计

1、实验在两个相同密闭的容积均为1.5m³的测试舱中进行，一个为样品舱，另一个为空白舱，将样品放在样品舱内，样品使用数量为1kg。

2、将相同的甲醛释放源（不间断缓慢释放）分别放入两个试验舱内，开启风扇，使释放源与舱内空气混合均匀，趋于平衡，关闭风扇，采样检测舱内空气中甲醛浓度为初始浓度值。

3、24小时后分别采样并测定两舱内空气中的甲醛浓度值。

检测结果：24小时甲醛的去除率为78%，48小时后舱内空气则达到国家室内空气质量标准。

值得说明的是，本发明的改性蒙脱石作为具有优良效果的甲醛吸附剂，能有效的去除室内甲醛的污染，同时，由于生产工艺简单、用料单一、原材料价廉、广泛易得，对于室内空气污染治理具有广阔的前景。

应当说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。