一种从空气中分离甲醛的活性炭吸附剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种能吸附分解甲醛的吸附材料及其应用于除去室内空气中甲醛污 染物的方法，属于室内空气净化技术领域。
【背景技术】
[0002] 甲醛是室内装修装修产生的主要空气污染物之一，其来源多样，主要包括各种粘 合胶、各种人工合成板材、墙纸、涂料、泡沫材料、化纤产品等。甲醛对于人体健康有着巨大 的影响，室内环境中的甲醛会缓慢释放，部分质量较差的建材释放甲醛类污染物的周期长 达两年，长期接触甲醛，可以引起慢性呼吸系统疾病，头疼、记忆力下降等多种症状。
[0003] 甲醛的净化方法多种多样，主要包括物理吸附和化学降解法，化学降解法是利用 可以与甲醛反应的化学试剂来吸收甲醛，但是都存在可重复利用，容易造成二次污染的缺 点。现在较为成熟的甲醛净化方法是采用物理吸附和化学降解结合的方法来降解甲醛，取 得了较好的净化效果。目前采用较多的是光降解技术，通常是将氧化锌、氧化钨、硫化镉等 具有光催化能力的物质负载到具有物理吸附能力的活性炭、分子筛等载体上，在光照的作 用下将甲醛氧化分解。
[0004] 活性炭材料是一种重要的无定形碳素材料，为黑色多孔固体，化学性质稳定，孔隙 结构发达，具有巨大的比表面积，是一种优良的吸附剂，具有丰富的孔道结构和巨大的比表 面积，已广泛地应用于环保、化工、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领 域。活性炭还具有一定的催化活性，活性炭具有类石墨片层结构，石墨层面中电子具有 一定的催化活性，边缘及表面缺陷处的碳原子所具有的不成对电子也可在催化中发挥作 用，表面含氧基团又呈现出固体酸、碱的催化作用。将氧化催化剂与活性炭结合净化甲醛是 未来净化甲醛技术的发展方向。
[0005] 活性炭吸附氧化法首先是被吸附物质首先接触活性炭外表面，然后再进入其大 孔、中孔以及微孔中，吸附质分子与活性炭之间靠范德华力相互吸引，使吸附质吸附在活性 炭孔隙之中，再通过吸附在活性炭孔道之中的氧化催化剂将其氧化成无害的物质。虽然目 前市面上出现一些净化甲醛的改性活性炭，如硫代硫酸钠、高锰酸钾等改性的活性炭吸附 剂，尽管比普通的活性炭吸附剂的性能能够提高1~2倍，但仍然达不到预期的净化效果。
[0006]CN101337177A公开了一种能吸附并分解甲醛的活性炭，它包括负载有金属酞菁的 活性炭，其中金属酞菁的负载量为〇. 1-15% ;所述的活性炭包括纤维状活性炭、颗粒状活性 炭、粉末状活性炭等各种形状的活性炭；所述的金属酞菁为单核金属酞菁、双核金属酞菁、 多核金属酞菁、聚合酞菁以及上述不同金属酞菁混合物中的一种。该负载活性炭只要空气 中存在氧气就可分解甲醛，无需可见光或紫外光照射，各种场合都可方便使用，还可以根据 需要将活性炭加工成各种形状。
[0007]CNlO1642698A公开了一种从空气中高效分离甲醛的吸附剂及其制备方法。该吸附 剂载体为活性炭，其表面附着-NH、-NH2和-NH3中的一种或多种，-NH、-NH2和-NH3的前体 物是碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、乙二胺、己二胺、苯胺、尿素中的一种。使用 本发明所述的吸附剂，能够在室温条件下，吸附分离空气中的甲醛和苯系物。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种从空气中分离甲醛的活性炭吸附剂及其制备方法，在 室温下本发明提供的吸附剂可以有效的吸收空气中的甲醛，且吸附容量大，使用寿命长。
[0009] -种从空气中分离甲醛的活性炭吸附剂，包括：改性活性炭载体80-90% ;活性金 属氧化物10-20%，多烯多胺1-5%。
[0010] 所述多烯多胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多 种。
[0011] 所述金属氧化物选自氧化锌、氧化锰、氧化钛中的一种或多种；优选是氧化锌和氧 化锰，其中氧化锌和氧化锰的摩尔比是1 : 3-6。
[0012] 所述改性活性炭载体的平均孔径为2. 36-4. 79nm。
[0013] -种用于从空气中分离甲醛的活性炭吸附剂的制备方法，配制活性金属的可溶性 盐的水溶液，将改性活性炭浸渍在所述水溶液中l-l〇h，干燥l_5h，然后在500-600°C下煅 烧l_6h;然后将浸渍了活性金属的活性炭浸渍到多烯多胺的水溶液中l-5h，在120-150°C 下干燥2-10h，得到活性炭吸附剂产品。
[0014] 所述改性活性炭载体的制备方法包括如下步骤：1)可溶性碳酸盐和可溶性硝酸 盐按照2-5 : 1的摩尔比配制质量浓度为10-30%的水溶液；2)将活性炭浸渍在步骤1)得 到的水溶液中l〇_24h;3)在120-150°C下干燥2-5h;4)在超临界水中活化0.I-Ih;5)在常 温下进行酸洗、水洗；6)干燥后得到改性活性炭载体。其中所述可溶性碳酸盐是碳酸钠、碳 酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种；所述可溶性硝酸盐是硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵中 的一种或多种。
[0015] 所述活性炭载体是来自于植物或煤加工得到的，优选所述活性炭载体来自于无烟 煤煅烧制备，制备过程中的烧失率为25-35%，优选烧失率为30-35%;更优选活性炭的制备 包括以下步骤：无烟煤除去杂质并粉碎成粒径为〇. 01-0.Imm的颗粒；加入聚甲基丙烯酸酯 搅拌成型，在100-150°C下煅烧10_24h，在800-900°C下煅烧5-12h，在750-800°C和水蒸气 条件下活化l_24h，即得到所述活性炭载体。
[0016] 本发明对活性炭载体进行了改性，通过添加剂浸渍、活化、酸洗等步骤，扩大了活 性炭中中孔的数量，更有利于活性炭对金属氧化物催化剂的负载，提高了比表面积，增加了 金属氧化物催化剂和甲醛的接触，提高了对甲醛的分解速度，并延长了活性炭吸附剂的使 用寿命。
[0017]与现有技术相比，本发明的催化材料以改性的活性炭作为载体，增加了活性炭中 的中孔数量和比例，负载活性金属后催化氧化能力更强，分解速度也更快，具备高速吸附和 快速分解的功能，在室温高空速下对甲醛的有效去除高达99%以上，看可以用于各种空气 净化器中。此外该吸附剂对多种小分子有机物也有一定的吸附分解效果，该产品还具有