一种高效吸附室内甲醛甲苯气体的吸附材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高效吸附室内甲醛甲苯气体的吸附材料。
【背景技术】
[0002] 室内空气污染现象目前广泛存在于居室等各种封闭的建筑物中，恶劣的室内空 气正在给人类的健康带来严重危害。1997年在华盛顿召开的世界环境大会指出：室内空 气污染比室外空气污染更严重。室内空气污染问题在世界许多国家都受到了高度重视，欧 洲、北美和日本等国家从20世纪80年代开展了室内环境质量的研宄工作。
[0003] 我国是一个癌症高发病率的国家，几乎五分钟就有一个癌症患者出现，据大量的 研宄报告，室内装修、家具、电器产生的有毒有害气体是现在大部分癌症诱发的主要原因， 现代人几乎80~90%的时间是在室内度过的，室内空气的质量关乎着人们的健康，但是有毒 有害气体不知不觉的破坏着我们的健康。
[0004] 室内有毒有害气体包括： 醛类（甲醛为主）：作为原浆毒物质，能与蛋白质结合，从新陈代谢的层面影响人体健 康。低浓度甲醛会导致呼吸消化系统疾病，而高浓度的甲醛则有强致癌作用。甲醛易溶于 水和有机溶剂，易附着，温度升高容易挥发。是长期残留在家具和家装上缓慢挥发致癌的 有毒气体之一； 苯和甲苯类：苯和甲苯是白细胞病变的元凶，会造成染色体病变，并且苯和甲苯属于芳 香族化合物，苯环特别稳定，在体内不易分解，会严重影响身体健康。苯环类物质主要来自 室内使用的油漆涂料等； 放射性氡气：放射性的氡气来自于建筑材料或者建筑地基，会持续性的散发放射性气 体，放射性气体浓度过高会导致细胞癌变和基因突变，对孕妇、婴幼儿影响尤其严重； 氨氮化合物：室内的氨氮化合物主要为氨气，氨气会对呼吸系统和粘膜系统造成破坏， 而室内的氨气主要是由建筑材料产生的。
[0005] 国内外大多数关于室内气体吸附的研宄都局限于甲醛和甲苯等物质上，对于氡气 或氨氮化合物的吸附研宄相对较少，专利也并不多。专利CN201210408096. 6中所采用的也 是沸石但其改性采用的是氟硅处理，这种方法对于苯、甲苯类物质吸附能力增强，但对于甲 醛、放射性氡气等吸附性能提高并不明显。专利CN201110023219. X中给出了一种金属有机 骨架材料吸附室内污染气体，对于苯、甲苯、甲醛等具有比较好的吸附性能，但其合成复杂， 且价格昂贵，不具普遍适应性。专利CN200910017520. 2中的方法是将几种具有吸附不同物 质的吸附剂按一定比例混合后起到吸附室内污染气体的吸附性能，并非是一种新型的吸附 材料。
[0006] 本发明相比较而言，ZSM-5,硅胶或者X分子筛的价格都比较廉价，且具有高的比 表面积以及多孔道结构，强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，再加以金属氧化物的改性使得其 对于室内污染气体不仅具有吸附能力，也具有分解防止解吸附性能。对于甲醛、苯、甲苯、氡 气、氨氮化合物等的共同吸附也是本材料的一大特点。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种针对室内甲醛和甲苯性能稳定，吸附速率快，吸附容 量大的吸附材料(后面对有该种性能简称吸附材料）的合成制备，并且将该吸附材料进行吸 附速率和吸附容量的测定。
[0008] 本发明提出的一种高效吸附室内甲醛、甲苯气体的吸附材料，所述吸附材料以重 量份数计包含以下组分： (1) 以SiO2Al2O3摩尔比为50~500的ZSM-5分子筛、X氢型硅铝沸石或者高比表面积 的硅胶中的一种作为吸附载体，占总质量的80-95份； (2) 0. 75 ~ 5. 0份的碱金属氧化物； (3) 0. 75 ~ 5. 0份的过渡金属氧化物； (4) 其余为氧化物粘结剂，其总重量份数为100份。
[0009] 本发明中，所述碱金属氧化物选自氧化钠。
[0010] 本发明中，所述过渡金属氧化物选自氧化钴或者氧化镍。
[0011] 本发明中，所述氧化物粘结剂选自二氧化硅溶胶。
[0012] 本发明中，所述吸附材料骨架结构上负载有3% (重量）的碱金属氧化物以及2. 5% (质量）的过渡金属氧化物。
[0013] 本发明中，所述的碱金属氧化物通过碱金属氧化物对应的硝酸盐或碳酸盐负载在 分子筛载体上焙烧得到。
[0014] 本发明中，负载的过渡金属氧化物是通过过渡金属氧化物对应的硝酸盐负载在 分子筛载体焙烧得到。
[0015] 本发明提出的高效吸附室内甲醛甲苯气体的吸附材料的合成方法，具体步骤如 下： 1，吸附材料的载体合成：选择ZSM-5分子筛、X分子筛的原粉，氧化铝粉末或者硅溶胶 作为粘结剂，田菁粉作为扩孔剂合成吸附剂的分子筛载体，氧化铝作为粘结剂合成的分子 筛叫做氧化铝型分子筛，其原料质量比组成如下：分子筛原粉：氧化铝：田菁粉=85:15:5合 成(其中田菁粉焙烧后转变为二氧化碳离开载体，因此比例超过100%)。硅溶胶作为粘结剂 的分子筛叫做硅溶胶型分子筛，其原料组成比如下：分子筛原粉：硅溶胶=70:30。本发明所 用的高比表面积硅胶为市场上可以采购到的A、B、C型大孔硅胶。
[0016] 2,吸附材料的负载制备：吸附材料的负载是在吸附材料的载体上采用直接浸渍 24h、超声浸渍lh、抽真空至6xl(T6Pa后真空浸渍三种浸渍方法中的一种，浸渍碱金属氧化 物盐溶液后焙烧，再采用采用三种浸渍方法中的一种浸渍过渡金属氧化物盐溶液后焙烧的 方式进行负载的，该过程顺序可以颠倒，也可以采用混合后溶液浸渍后焙烧的方法制备。 按照焙烧后氧化物的量计算，浸渍的碱金属的质量为0-3%，浸渍的过渡金属氧化物的量为 0· 5%-2· 5%〇
[0017] 3，吸附材料的吸附测定： 吸附材料对甲苯、甲醛的吸附容量的测试方法是，分别在1立方米玻璃箱中，用氮气鼓 泡形式，通入甲苯气体和甲醛气体，直到有害气体浓度为lOOPpm，放入Ig待测吸附材料，吸 附到吸附材料吸附饱和为止，即达到吸附平衡，期间不停通入甲苯、甲醛气体。
[0018] 本发明中，最佳的吸附材料载体是氧化铝成型的ZSM-5分子筛和A型硅溶胶。 [0019] 本发明中，最佳的浸渍方法是直接浸渍碱金属氧化物的盐焙烧后真空浸渍过渡金 属氧化物的盐。
[0020] 本发明中材料制备配方中最佳的碱金属选用氧化钠，最佳含量为2%，最佳的过渡 金属选用氧化钴，最佳含量为1. 5%。
[0021] 本发明中，吸附材料对甲苯、甲醛的吸附速率测试方法是，分别在1立方米玻璃箱 中，用氮气鼓泡形式，通入甲苯气体和甲醛气体，直到有害气体浓度为lOOPpm，放入Ig待测 吸附材料，吸附一段时间(本发明按照一小时计算)，计算单位质量吸附材料的吸附速率的 计算方法如下：
吸附材料对甲苯、甲醛的吸附容量的测试方法是，分别在1立方米玻璃箱中，用氮气鼓 泡形式，通入甲苯气体和甲醛气体，直到有害气体浓度为lOOPpm，放入Ig待测吸附材料，吸 附到吸附材料吸附饱和为止，即达到吸附平衡，期间不停通入甲苯、甲醛气体，饱和吸附量 的计算方式如下：
本发明的