颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料的配方及制备工艺，属于吸附催化与空气污染治理技术领域。其特征在于以沸石、海泡石、多孔活性炭材料、堇青石或自制载体为催化剂载体，以一种或几种非贵金属氧化物为活性组分以及含氮有机助剂，采用浸渍法制备而成，所述催化剂为柱形颗粒状，所述非贵金属氧化物负载量为12~15wt%，含氮有机助剂含量为2.0~4.0wt%。该材料在常温常湿条件下可一体式高效吸附净化空气中的甲醛、TVOC、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢和氨气，综合净化率不低于95%，适合于如办公室、写字楼、起居室、商场、医院、酒店等场所的一体式空气净化处理。
【专利说明】
颗粒状非责金属高效一体式空气净化复合材料
技术领域
[0001] 本发明为一种颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料的制备，设及吸附催 化与空气污染治理技术领域，属于多种非贵金属氧化物间协同吸附催化多种空气中的气态 污染物。
【背景技术】
[0002] 70年代W来，在西方发达国家，生活和工作在舒适的建筑物中的人们通常被不明 原因的病症所困扰，头痛、眼干W及头晕恶屯、，注意力难W集中和对气味敏感等等，而一旦 离开所处的建筑物不久，运些难W承受的现象就会自动消失掉，研究者将其称之为"致病建 筑综合症"（SBS)。通过各国学者持续不断的跟踪测试，终于发现运种病症的幕后黑手就是 室内空气污染。
[0003] 室内空气污染物按其性质可W分为非生物污染与生物及微生物污染两类。非生物 污染物其自身又包括了很多种污染物，又可W将其分为物理污染物和化学污染物等。物理 性污染主要指由室内外地基、建筑材料所产生的放射性污染和室内外的噪声、室内家电设 备的磁福射等。而化学污染物由建筑材料、装饰材料、家用化学品、香烟雾W及燃烧产物等 产生。除此W外，室内还存在粉尘和可吸入颗粒物（PM2.5，PM10)等的污染。生物及微生物 污染指由生活垃圾、空调、室内花弁、宠物、地毯、家具等产生的污染，包括细菌、病菌、尘蛾 等。
[0004] 化学性污染主要来自室内装演、家具、厨具、餐具、玩具、清洁剂、消毒剂、杀虫喷雾 剂、煤气热水器、化妆品、某些蚊香、烟草、厨房油烟、煤烟、气体燃料、日用垃圾等等物品。它 们会散发出甲苯、二甲苯、醋酸乙醋、甲苯二乙氯酸醋、氯乙締、甲醒等挥发性有机物和氨、 一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳、二氧化硫等无机化合物。运些对人体健康都有危害。医学 研究表明，对人体有害的化学物质可导致上呼吸道刺激症状，如鼻干发痒、堵塞流涕、打喷 暧、嗅觉下降、咽喉烧灼感或异物感，甚至咳嗽声哑。随着局部呼吸道粘膜免疫调节异常和 吞隧、清除病毒、细菌等异物的功能下降，很容易诱发下呼吸道即气管、支气管及肺部的炎 症反应和感染，累及整个呼吸系统。尤其是芳香控类等两种W上化学物质蓄积时，可致中毒 症状，不仅损伤局部粘膜，还可能出现耳鼻咽喉的异常表现，进而影响全身。 阳〇化]生物性污染主要来自寄生于地毯、沙发、被稱、衣物、毛绒玩具中的蛾虫及其它细 菌；家庭饲养的花鸟鱼虫和猫狗宠物中的病原微生物、寄生虫等。来自于室尘、地毯、鸟兽 羽毛W及枕头、被稱等床上用品中的蛾虫、真菌在医学上称为过敏原，常可引发人体过敏反 应，最常见的是过敏性鼻炎和过敏性皮肤病。
[0006] 目前室内空气污染治理，最有效的方法还是使用空气净化器，其可快速高效的去 除室内常见污染物。空气净化器中有多种不同的技术和介质，常用的空气净化技术有：肥PA 高效过滤技术、静电集尘技术；低溫非对称等离子体空气净化技术、负离子技术、负氧离子 技术、活性氧技术；吸附技术、分子络合技术、光催化技术、催化氧化技术等；而主要的净化 材料有：肥PA滤网，Ti化光触媒、活性炭及其纤维、贵金属催化剂、高儘酸钟、净化喷剂等。 目前肥PA滤网基本可满足室内除尘的需求，而对于室内气态污染物和微生物污染治理方 式则各有不同效果也千差万别，且厂家大都采用多模块拼装方式，如杀菌模块+活性炭吸 附模块+光催化模块等，市面上多功能一体式空气污染处理材料并未见相关报道。作为净 化器最核屯、的净化材料，现有文献报道则大都针对单一功能进行材料开发，如除甲醒催化 氧化材料，苯催化氧化材料，TVOC光催化材料等，高效杀菌材料等。同时，各种有害气体的 技术和产品都存在一定的局限性，所W需要研制、开发出一体式空气污染处理材料，使用简 单，可长期有效的净化去除空气中的甲醒、苯、甲苯、二甲苯、氨气、臭氧、TVOC、硫化氨、二氧 化氮和二氧化硫等有毒有害气体，不需要紫外光，成本较低，无二次污染，净化效果显著持 久，从而全面提高室内空气环境质量。
【发明内容】
[0007] 本发明为一种颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料的制备，W多孔性吸 附无机材料为催化剂载体，所述的催化剂载体进行酸处理，配制10%硝酸和10%双氧水的混 合溶液，将上述载体浸溃其中8 h，取出后于80-120乂干燥，同时W-种或几种非贵金属氧 化物为活性组分，及含氮有机助剂，采用浸溃法制备，通过混料、揽拌、挤压成型、陈化、干燥 和赔烧，得到柱形颗粒状产物，得到颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。该材 料在常溫常湿条件下可一体式高效吸附净化空气中的甲醒、TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、 二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气，综合净化率不低于95%，适合于如办公室、写字楼、起居 室、商场、医院、酒店等场所的一体式空气净化处理。
[0008] 所述的多孔性吸附无机材料为沸石、海泡石、多孔性炭材料、堇青石的一种或者几 种的混合。
[0009] 所述的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，W-种或几种非贵金属氧 化物为活性组分，如氧化儀、氧化侣、氧化娃、氧化儘、氧化铁、氧化钻、氧化儀、氧化铜、氧化 锋、氧化错、氧化铜或氧化姉中的一种或几种混合。
[0010] 所述浸溃法W金属硝酸盐或醋盐为原料，配制成一定浓度的金属盐溶液，并将上 述载体浸溃其中3~6 h，取出干燥、赔烧所得，所述非贵金属氧化物负载量为12~15wt%。
[0011] 所述的含氮有机助剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钢盐、乙二胺四乙酸二钟 盐、聚氨醋单体、聚酷胺单体、精氨酸、赖氨酸及组氨酸的一种或几种，含量为2. 0~4. Owt%。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] W下通过实例进一步说明本发明： 实施例1 准确称取51 g氧化娃、35 g氧化侣和14g氧化儀，混合揽拌均匀，并添加 lOg高岭±， l.Og簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油和一定量的水，揽拌成泥状，挤压成柱形颗粒状，经24 h 陈化，80乂，4 h干燥，1350 °C，4 h高溫赔烧获得堇青石柱形颗粒状载体；将上述蜂窝状堇青 石载体浸溃于含有10%的硝酸溶液中2 h，取出后经60乂，2 h干燥即可。根据该载体吸水 率，配制一定浓度的硝酸儘和硝酸铜混合溶液，将上述载体浸溃于该溶液中地，取出后自然 惊干，并与80°C，化干燥，与500°C，4h空气气氛赔烧，制得颗粒状非贵金属高效一体式空气 净化复合材料。
[0014] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。 阳〇1引实施例2 准确称取51 g氧化娃、35 g氧化侣和14g氧化儀，混合揽拌均匀，并添加 lOg高岭±， l.Og簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油和一定量的水，揽拌成泥状，挤压成柱形颗粒状，经24 h 陈化，80°C，4h干燥，1350乂，地高溫赔烧获得柱形颗粒状载体；将上述蜂柱形颗粒状载体浸 溃于含有10%的硝酸溶液中化，取出后经l〇〇°C，Ih干燥即可。根据该载体吸水率，配制一 定浓度的正娃酸四乙醋和硝酸儀混合溶液，将上述载体浸溃于该溶液中6h，取出后自然惊 干，并与l〇〇°C，比干燥，与250乂，6 h空气气氛赔烧，制得颗粒状非贵金属高效一体式空气 净化复合材料。
[0016] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。
[0017] 实施例3 准确称取100 g沸石粉末，添加20 g高岭±，1.5 g簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油和 一定量的水，混合揽拌均匀成泥状，挤压成柱形颗粒状，经24 h陈化，80°C，地干燥，50(TC， 地高溫赔烧即可；将上述柱形颗粒状沸石载体浸溃于含有10%双氧水溶液中4h，取出后于 80乂，化干燥即可；根据该载体吸水率，配制一定浓度的硝酸铜和硝酸铁混合溶液，将上述 载体浸溃于该溶液中化，取出后自然惊干，并与60乂，化干燥，与350乂，化空气气氛赔烧， 制得颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。
[0018] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。
[0019] 实施例4 准确称取100 g海泡石粉末，添加20 g高岭±，1.5 g簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油 和一定量的水，混合揽拌均匀成泥状，挤压成柱形颗粒状，陈化2地，80乂，地干燥，600°C，6h 高溫赔烧即可；将上述柱形颗粒状沸石载体浸溃于含有10%硝酸和10%双氧水混合溶液中 6h，取出后于800°C，化干燥即可；根据该载体吸水率，配制一定浓度的硝酸姉和硝酸错混合 溶液，将上述载体浸溃于该溶液中地，取出后自然惊干，并与80乂，化干燥，与300乂，4h空 气气氛赔烧，制得颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。
[0020] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。
[0021] 实施例5 准确称取80 g活性炭和20 g海泡石粉末，添加15 g高岭±，1.5 g簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油和一定量的水，混合揽拌均匀成泥状，挤压成柱形颗粒状，陈化2地，80乂，4h干燥， 并与氮气气氛下300乂，4h赔烧；将上述柱形颗粒状载体浸溃于含有10%的硝酸和10%双氧 水混合溶液中地，取出后于8°C，化干燥。根据该载体吸水率，配制一定浓度的硝酸钻和 硝酸侣混合溶液，将上述载体浸溃于该溶液中池，取出后自然惊干，并与80°C，比干燥，与 200乂，化氮气气氛条件下赔烧，制得颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。
[0022] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。
[0023] 实施例6 准确称取80 g活性炭和20 g海泡石粉末，添加15 g高岭±，1.5 g簇甲基纤维素，0.5 ml石蜡油和一定量的水，混合揽拌均匀成泥状，挤压成柱形颗粒状，陈化2地，80乂，4h干燥， 并与氮气气氛下300乂，4h赔烧；将上述柱形颗粒状载体浸溃于含有10%的硝酸和10%双氧 水混合溶液中地，取出后于8°C，化干燥。根据该载体吸水率，配制一定浓度的硝酸儀和 硝酸锋混合溶液，将上述载体浸溃于该溶液中化，取出后自然惊干，并与80°C，化干燥，与 400°C，化氮气气氛条件下赔烧，制得颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。
[0024] 取制得的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料500 g填于蜂窝板内，蜂 窝板装于自制净化器中，风量300 m3/h，进风速度1.5 m/s，于30 m3国家标准净化仓内测 试，溫度18~22 °C，湿度50~80% RH，污染物释放浓度为国标允许浓度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨气去除效率测试周期为比， 净化效果见表1。 阳0巧] 表1国标30m3舱内材料常溫去除常见污染物性能
【主权项】
1. 一种颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，其特征在于：以多孔性吸附无 机材料为催化剂载体，所述的催化剂载体进行酸处理，配制10%硝酸和10%双氧水的混合溶 液，将上述载体浸渍其中8h，取出后于80-120°C干燥，同时以一种或几种非贵金属氧化物 为活性组分，及含氮有机助剂，采用浸渍法制备，通过混料、搅拌、挤压成型、陈化、干燥和焙 烧，得到柱形颗粒状产物，得到颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料。2. 如权利要求1所述的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，其特征在于： 所述的多孔性吸附无机材料为沸石、海泡石、多孔性炭材料、堇青石的一种或者几种的混 合。3. 如权利要求1所述的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，其特征在于： 以一种或几种非贵金属氧化物为活性组分，如氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化锰、氧化铁、氧 化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锆、氧化镧或氧化铈中的一种或几种混合。4. 如权利要求1所述的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，其特征在于： 所述浸渍法以金属硝酸盐或酯盐为原料，配制成一定浓度的金属盐溶液，并将上述载体浸 渍其中3~6 h，取出干燥、焙烧所得，所述非贵金属氧化物负载量为12~15wt%。5. 如权利要求1所述的颗粒状非贵金属高效一体式空气净化复合材料，其特征在于： 所述的含氮有机助剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸二钾盐、聚氨酯 单体、聚酰胺单体、精氨酸、赖氨酸及组氨酸的一种或几种，含量为2. 0~4. Owt%。
【文档编号】B01J31/26GK105833842SQ201510016164
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】杜峰
【申请人】江苏瑞丰科技实业有限公司