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材料技术领域，尤其涉及一种有害气体吸附剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着世界经济的发展和各国对工业安全生产的关注，人们对有毒有害气体危害性 的认识也在不断加深，围绕有毒有害气体的净化处置，国内外广大研究学者们发扬了勇于 探索的精神，不断寻找合理高效的解决方法，一系列有毒有害气体净化处理的措施被用于 应急处置和日常工业生产废气净化中。
[0003] 目前存在的有毒有害气处理方法包括燃烧法、溶液吸收法、催化转化法、吸附剂吸 附法、生物处理法和等离子体净化法等。其中，燃烧法会造成二次污染，溶液吸收法和生物 处理法的处理时间长，催化转化法需要在一定的条件下才能进行，而等离子体净化法则需 要昂贵的设备。与其他处理方法相比，吸附剂吸附法若能适应合适的高效的吸附剂，将可以 极大解决有害气体净化的进程。
[0004] 工业上常用的吸附剂包括:活性炭、活性氧化铝、硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂 吸附剂等，其中，包括颗粒状活性炭和活性炭纤维在内的活性炭因其价廉易得而被广泛应 用。但是上述的吸附剂均存在吸附容易饱和、容易扬尘造成二次污染的缺点。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种有害气体吸附剂的制备方法，该吸附剂对有 害气体具有较高的饱和容量，易再生使用，无需频繁更换。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种有害气体吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007] 将12-15质量份的环糊精修饰的磁性催化材料加入至去离子水中，超声分散后得 到均相溶液；
[0008] 将20-25质量份的有害气体吸附外层材料加入至所述均相溶液中，搅拌后得到前 驱溶液；
[0009] 向所述前驱溶液中加入2-3质量份的硅烷偶联剂、1-2质量份的碳酸氢钾和0.1-0.3质量份的聚苯乙烯磺酸钠，加热至35-40 °C，搅拌后得到黑色溶液，磁性分离，洗涤、干燥 后得到有害气体吸附剂。
[0010] 优选的，所述环糊精修饰的磁性催化材料按照如下方法制备：
[0011] 将10-15质量份的磁性催化材料分散至去离子水中，调节pH值至5-6,然后加入10-12质量份的环糊精材料和0.3-0.5质量份的氨腈溶液，在80-90°C下反应，洗涤、干燥后得到 环糊精修饰的磁性催化材料。
[0012] 优选的，所述磁性催化材料按照如下方法制备：
[0013] 将0.2-0.4质量份的Fe304分散至第一混合溶液中，搅拌，然后加入2-4质量份的柠 檬酸钠、1-2质量份的苯甲酸、1-2质量份的聚乙二醇和0.1-0.15质量份的吐温20,超声处 理，加入8-10质量份的钛酸正丁酯，超声分散后得到第二混合溶液，所述第一混合溶液包括 40-50质量份的二甲基甲酰胺和100-120质量份的异丙醇；
[0014] 将所述第二混合溶液加入至反应釜中，在马弗炉中加热至180-200°c，反应12-18 小时，洗涤，干燥，在300-400°C下煅烧2小时，得到磁性催化材料。
[0015] 优选的，所述Fe3〇4的粒径为500-1000nm。
[0016] 优选的，所述环糊精材料为a-环糊精、环糊精、y -环糊精、羟丙基-0-环糊精、羟 丙基-y -环糊精、甲基-0-环糊精和羧甲基-0-环糊精中的一种或几种。
[0017] 优选的，所述有害气体吸附外层材料按照如下方法制备：
[0018] 将1-3质量份的硫酸铜、1-1.5质量份的氯化锰加入至第三混合溶液中，搅拌后加 入5-8质量份的均苯三甲酸和0.1-0.3质量份的三乙胺，继续搅拌，得到第四混合溶液；
[0019] 将所述第四混合溶液置于反应釜中，在马弗炉中加热到180-200°c，反应8-10小 时，洗涤，过滤、干燥后得到有害气体吸附外层材料，所述第三混合溶液包括10-15质量份的 去离子水、40-50质量份的乙醇、10-12质量份的二氧六环。
[0020] 优选的，得到均相溶液的步骤中，超声分散的时间为lOmin。
[0021]优选的，得到前驱溶液的步骤中，搅拌时间为lOmin。
[0022]优选的，所述硅烷偶联剂为KH570。
[0023]优选的，得到有害气体吸附剂的步骤中，干燥的温度为60°C。
[0024] 本发明提供了一种有害气体吸附剂的制备方法，包括:将12-15质量份的环糊精修 饰的磁性催化材料加入至去离子水中，超声分散后得到均相溶液;将20-25质量份的有害气 体吸附外层材料加入至所述均相溶液中，搅拌后得到前驱溶液；向所述前驱溶液中加入2-3 质量份的硅烷偶联剂、1-2质量份的碳酸氢钾和0.1-0.3质量份的聚苯乙稀磺酸钠，加热至 35-40°C，搅拌后得到黑色溶液，磁性分离，洗涤、干燥后得到有害气体吸附剂。与现有技术 相比，本发明采用的有害气体吸附外层材料具有极大的比表面积、高的孔隙率，可以储存大 量的气体。环糊精修饰的磁性催化材料与有害气体吸附外层材料复合之后，通过金属有机 框架材料运输过来的有害气体被环糊精进行捕获，然后通过磁性催化材料进行催化降解。 此磁性复合有害气体吸附剂只要通过去离子水和乙醇洗涤，干燥后即可再次循环使用，易 再生使用，无需频繁更换。实验结果表明，本发明制备的有害气体吸附剂具有较高的饱和容 量。
【具体实施方式】
[0025] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0026] 本发明实施例公开了一种有害气体吸附剂的制备方法，将有害气体吸附外层材料 包覆到环糊精修饰的磁性催化材料的外表面，形成本发明所用的磁性复合有害气体吸附 剂，包括以下步骤:将12-15质量份的环糊精修饰的磁性催化材料加入至去离子水中，超声 分散后得到均相溶液;将20-25质量份的有害气体吸附外层材料加入至所述均相溶液中，搅 拌后得到前驱溶液；向所述前驱溶液中加入2-3质量份的硅烷偶联剂、1-2质量份的碳酸氢 钾和0.1-0.3质量份的聚苯乙烯磺酸钠，加热至35-40°C，搅拌后得到黑色溶液，磁性分离， 洗涤、干燥后得到有害气体吸附剂。
[0027]作为优选方案，所述环糊精修饰的磁性催化材料按照如下方法制备:将10-15质量 份的磁性催化材料分散至去离子水中，调节pH值至5-6,然后加入10-12质量份的环糊精材 料和0.3-0.5质量份的氨腈溶液，在80-90°C下反应，洗涤、干燥后得到环糊精修饰的磁性催 化材料。
[0028] 作为优选方案，所述磁性催化材料优选按照如下方法制备：将0.2-0.4质量份的 Fe3〇4分散至第一混合溶液中，搅拌，然后加入2-4质量份的柠檬酸钠、1-2质量份的苯甲酸、 1-2质量份的聚乙二醇和0.1-0.15质量份的吐温20,超声处理，加入8-10质量份的钛酸正丁 酯，超声分散后得到第二混合溶液，所述第一混合溶液包括40-50质量份的二甲基甲酰胺和 100-120质量份的异丙醇；将所述第二混合溶液加入至反应釜中，在马弗炉中加热至180-200 °C，反应12-18小时，洗涤，干燥，在300-400°C下煅烧2小时，得到磁性催化材料。所述 Fe3〇4的粒径优选为500-1000nm，更优选为600-900nm。
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