本发明涉及净化空气
技术领域：
，具体涉及一种甲醛吸附剂制备方法。
背景技术：
：甲醛是一种非常重要的室内空气污染物,对人体的危害尤为突出,研究室内空气中甲醛的脱除具有非常重要的意义。目前,吸附法已经成为吸附脱除空气中有害恶臭气体的一种非常有效的控制手段,其主要是利用多孔性物质的吸附性能对有害及恶臭气体实现吸附脱除。吸附法几乎适用于所有的有害恶臭气体,已经成为脱除有害气体比较常用的一种简捷而有效的方法。活性炭是一种常用的吸附剂,一些空气净化装置都采用活性炭作为吸附剂。由于普通活性炭为表面非极性的、疏水性的,对甲醛这类极性分子的吸附力有限，且存在脱附现象，不能有效降低室内甲醛浓度。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种甲醛吸附剂的制备方法及制得的甲醛吸附剂，采用分子筛原粉通过表面碱化和过渡金属离子改性制得甲醛吸附剂，大幅降低室内甲醛浓度。为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)预处理：分子筛原粉在100-150℃干燥6小时，在400-550℃中焙烧3小时，干燥器中冷却至室温，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品；(2)表面碱化改性：将步骤(1)所得样品在na2co3溶液中浸渍于na2co3溶液中12.5-15小时后过滤，得到的滤渣在100-150℃干燥6小时，在400-550℃中焙烧3小时，烘干，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品，本步骤中na2co3溶液的浓度为0.010-0.014mol·l-1，na2co3溶液的加入量为50ml/克样品；(3)过渡金属离子改性：将步骤(2)所得样品置于0.015mol·l-1可溶性过渡金属溶液中，可溶性过渡金属溶液的加入量为80ml/克样品，在70-90℃搅拌3小时，过滤，用去离子水水洗3次，在100-150℃干燥6小时，在400-550℃中焙烧3小时；(4)重复步骤(3)两次，即得甲醛吸附剂。优选地，步骤(3)中，所述可溶性过渡金属溶液为硝酸钴溶液或硝酸铜溶液。优选地，所述分子筛原粉为x型沸石分子筛原粉或zsm-5沸石分子筛原粉。一种甲醛吸附剂，该甲醛吸附剂采用上述任意一种方法制得。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、分子筛选择性强，对甲醛类极性分子亲和力高；内部蜂窝状结构存在大量均匀孔穴，比表面积大，容纳空间大；吸附力强，不存在脱附现象，可靠性高。2、利用表面碱化和过渡金属离子两种改性方法的协同增强作用，有效增强甲醛吸附剂对甲醛的吸附作用。3、同时还可吸附室内苯系物、氨等其它污染物。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。实施例1预处理：x型沸石分子筛原粉在120℃干燥6小时，除去吸附在分子筛原粉上的大量游离水，在500℃中焙烧3小时，干燥器中冷却至室温，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品；表面碱化改性：将预处理步骤所得样品在na2co3溶液中浸渍于na2co3溶液中13小时后过滤，得到的滤渣在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，烘干，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品，本步骤中na2co3溶液的浓度为0.010mol·l-1，na2co3溶液的加入量为50ml/克样品；过渡金属离子改性：将表面碱化改性步骤所得样品置于0.015mol·l-1硝酸钴溶液中，硝酸钴溶液的加入量为80ml/克样品，在75℃搅拌3小时，过滤，用去离子水水洗3次，在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时；重复过渡金属离子改性步骤两次，即得甲醛吸附剂。本实施例中，分子筛具有空旷的骨架结构,分子筛内大量带正电荷的铝离子使沸石具有强静电场,易吸附极性分子。x型分子筛具有八面沸石的硅铝氧骨架结构,八面沸石笼之间通过十二元环相通,吸附的甲醛分子易于移入超笼中。na2co3溶液作为一种碱性较强的碱性溶液，可有效减低样品表面酸性，且不至于碱性过强而导致样品内部孔隙发生变化。过渡金属钴具有多变的d层电子,离子交换后,改变原本简单的氢离子和钠离子核外电子层，致使钴离子周围的电荷重新分布,使得分子筛内部的静电场进一步增强,极性增加,从而提高对极性分子甲醛的吸附性能。实施例2预处理：x型沸石分子筛原粉在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，干燥器中冷却至室温，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品；表面碱化改性：将预处理步骤所得样品在na2co3溶液中浸渍于na2co3溶液中13小时后过滤，得到的滤渣在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，烘干，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品，本步骤中na2co3溶液的浓度为0.010mol·l-1，na2co3溶液的加入量为50ml/克样品；过渡金属离子改性：将表面碱化改性步骤所得样品置于0.015mol·l-1硝酸铜溶液中，硝酸铜溶液的加入量为80ml/克样品，在75℃搅拌3小时，过滤，用去离子水水洗3次，在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时；重复过渡金属离子改性步骤两次，即得甲醛吸附剂。本实施例中，过渡金属铜具有多变的d层电子,离子交换后,改变原本简单的氢离子和钠离子核外电子层，致使铜离子周围的电荷重新分布,使得分子筛内部的静电场进一步增强,极性增加,从而提高对极性分子甲醛的吸附性能。实施例3预处理：zsm-5沸石分子筛原粉在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，干燥器中冷却至室温，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品；表面碱化改性：将预处理步骤所得样品在na2co3溶液中浸渍于na2co3溶液中13小时后过滤，得到的滤渣在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，烘干，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品，本步骤中na2co3溶液的浓度为0.010mol·l-1，na2co3溶液的加入量为50ml/克样品；过渡金属离子改性：将表面碱化改性步骤所得样品置于0.015mol·l-1硝酸钴溶液中，硝酸钴溶液的加入量为80ml/克样品，在75℃搅拌3小时，过滤，用去离子水水洗3次，在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时；重复过渡金属离子改性步骤两次，即得甲醛吸附剂。本实施例中，zsm-5属正交晶系,具有三维通道结构,包含两种相互交叉孔道,孔口由十元环组成，吸附的甲醛分子易于移入超笼中。实施例4预处理：zsm-5沸石分子筛原粉在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，干燥器中冷却至室温，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品；表面碱化改性：将预处理步骤所得样品在na2co3溶液中浸渍于na2co3溶液中13小时后过滤，得到的滤渣在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时，烘干，粉碎过筛，取粒度为20-40目的样品，本步骤中na2co3溶液的浓度为0.010mol·l-1，na2co3溶液的加入量为50ml/克样品；过渡金属离子改性：将表面碱化改性步骤所得样品置于0.015mol·l-1硝酸铜溶液中，硝酸铜溶液的加入量为80ml/克样品，在75℃搅拌3小时，过滤，用去离子水水洗3次，在120℃干燥6小时，在500℃中焙烧3小时；重复过渡金属离子改性步骤两次，即得甲醛吸附剂。对比例1在实施例1的基础上，省去过渡金属离子改性这一步骤，其余与实施例1完全相同。对比例2在实施例1的基础上，省去表面碱化改性这一步骤，其余与实施例1完全相同。对比例3在实施例4的基础上，省去过渡金属离子改性这一步骤，其余与实施例4完全相同。对比例4在实施例4的基础上，省去表面碱化改性这一步骤，其余与实施例4完全相同。对实施例1-4制得的甲醛吸附剂、对比例1-2制得的甲醛吸附剂、活性炭、x型沸石分子筛原粉和zsm-5沸石分子筛原粉进行性能测试：在连续流动态固定床吸附装置中评价吸附剂的吸附性能。准确量取的吸附剂样品,均匀填充于固定床吸附柱中；在氮气中活化后,待甲醛原料气浓度恒定后开始吸附,吸附柱保持35℃恒温；实验过程中,通过色谱在线监测吸附前后气体中甲醛浓度的变化,绘制吸附穿透曲线,通过穿透曲线积分计算吸附量；当吸附尾气中甲醛的浓度达到入口浓度的时,定义吸附柱穿透,此时所经历的时间为穿透时间。具体测试结果如表1所示。表1不同吸附剂对甲醛的穿透时间和吸附量吸附剂穿透时间(min)吸附量(mg/ml)实施例1760233.6实施例2744227.1实施例3753230.7实施例4741225.8对比例1576175.0对比例2459141.6对比例3572173.8对比例4448138.2活性炭30.9x型沸石分子筛原粉370113.0zsm-5沸石分子筛原粉368112.5由表1可以看出：在相同的测试条件下，x型和zsm-5分子筛原粉吸附甲醛的效果大致相同，均远高于活性炭；对比例1-4可知，经表面碱化改性或者过渡金属离子改性后，甲醛吸附剂吸附甲醛效果均有所提高，且表面碱化改性比过渡金属离子改性效果更好；实施例1-4可知，经表面碱化和过渡金属离子两次改性后，甲醛吸附剂吸附甲醛效果较表面碱化改性和过渡金属离子改性两次吸附效果迭加有所提高，表明表面碱化改性和过渡金属离子改性对分子筛吸附甲醛效果有协同增强作用。当前第1页12