专利名称：一种吸附和消除多种有害气体的空气净化材料的制作方法
技术领域：
本发明属于空气净化材料，尤其涉及一种可以吸附和消除多种有害气体 的空气净化材料及它的制造方法。
背景技术：
随着世界人口的增长，工业的发展和城市规模的不断扩大，人类的生存 空间受到严重的污染。 一般人有三分之二的时间是在室内度过的，因此室内 空气的质量与人们的健康有着紧密的联系。家庭装修所产生的室内污染源主 要有甲醛、苯、二甲苯、有机性挥发物等，其中甲醛被认为是目前对人体影 响最大的有害物，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。甲醛具有 强烈的致癌和促癌作用，对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过 敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。苯也是强致癌物质， 轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等，并可有轻 度粘膜刺激症状，重度中毒则会致人死亡。另外，北京儿童医院调查在该院 接诊的白血病患儿中有九成患儿家庭在半年内曾经装修，因此装修污染也是 导致儿童白血病的一个重要原因。甲醛等空气污染物主要来源于以复合木材 作为基础原料的各种家具、板材和各种黏合剂。它们在使用和放置的过程中 会随着温度光线的变化慢慢地将甲醛等有害气体释放出来造成污染。油漆涂 料和万能胶也是造成环境污染一个因素，因为在涂料中含有二甲苯和苯，二 甲苯和苯是为了提高物体表面的亮度和光洁度，所以在涂料干透以后，二甲
苯就挥发到了空气中，造成了环境的污染。空调在现代生活中日益普及，造成 人体、房间和空调机最后在室内形成一个封闭的循环系统，极容易使细菌、 病毒、霉菌等微生物大量繁衍。还有，厨房中的油烟、香烟中的烟雾和人体 自身的新陈代谢及各种生活废弃物的挥发也是室内空气污染的来源，因此， 人们如何摆脱污染，生活在一个洁净的空间，己成为重要课题。另外随着社会的发展，越来越多的人以汽车作为代步工具，因此，车内 空气的质量也严重的影响到司乘人员的身体健康。"中国首次汽车内环境污
染情况调査活动"得到的结果显示，93.82%的汽车室内环境存在不同程度的 污染情况，这些污染源主要来自汽车的装饰材料、零配件、涂料、泡沫塑料、 填充料、皮革着色剂等汽车本身的物件，此外还有少量的污染来自车主添加 的脚垫、靠垫等。尤其是新车污染情况更为突出，新车内空气污染的污染物 主要有苯、甲苯、甲醛、丙酮和重金属污染，车内各种配件和材料附带的有 害气体没有足够长地释放期，造成新车内空气污染，易使人出现头痛、乏力 等症状，造成对人体健康的伤害。除了车内饰件材料的污染源外，还有车内 发动机系统的污染、汽车空调系统的污染、车外的污染物进入车内、人体自 身的污染，主要是生物性污染和吸烟造成的车内环境污染和车内香水和除味 剂的污染等。据中国室内环监测委员会测试发现，新车内有毒气体可挥发六 个月以上，令驾驶员身体不适。为了避免和减少车内空气污染，车内普遍装 有空气清新剂挥发盒，空气清新剂能够暂缓异味，但不能从本质上彻底消除 有害气体，其本身也是车内空气的污染源，因此不宜长期采用。
活性炭具有物理吸附和化学吸附的双重特性，是一种非常优良的吸附剂， 活性炭不但微孔发达，而且中孔和大孔也有分布，因此对有机污染物的去除 具有广谱、高效的特点，对大多数VOCs类污染物有很高的吸附速率和容量， 因此，相对于其他净化方法，活性炭吸附法在室内空气净化方面具有独特的 优势，潜艇、空间站等空气质量要求较高的微环境中全部采用活性炭及活性 炭载催化剂净化内部空气，如:美国潜艇中装填活性炭的过滤吸收器安装在走 廊、厕所、厨房、浴室、机舱、导弹射舱等多种场所。
虽然活性炭能消除有机污染物，但是不能消除无机有害气体，为了提高 活性炭的吸附能力和净化效果，在净化有机污染物的同时，增强对无机有害 气体消除，并延长活性炭的使用寿命，在活性炭上添加微量元素铜、铜盐和 碘是有效的办法。氨
NH3+Cu2+二Cu (NH3)42+
活性炭负载的铜盐具有促进二氧化氮、臭氧分解的作用
203c"2+"c302
3N02+H20C"2+ + ^CN0+2HN03
添加碘，可消除硫化物，作用如下
H2S+I2 = 2HI+S
S02+I2+2H20=H2S04+2HI
以椰壳活性炭为例，当12的含量5%， CuC12的含量也是5%时，25度温 度下，苯的蒸汽压为饱和蒸汽压的5%时，苯的静态吸附量94mg/g。以动态气 流法该材料进行评价，净化材料的量为6.9g，污染气体流量为1. 9 mVmin， 载气为空气，污染气体的浓度、透过材料的时间和吸附量如表所示
活性炭上添加微量元素铜、铜盐和碘后对无机气体的吸附量气体种类初始浓度(ppm)防护时间(min)吸附量(mg/g)
臭氧1203570252.7
氨气80115019.27
二氧化硫350480132.17
硫化氢300880110.3
二氧化氮1203350227,3
由此可见，添加微量元素铜、铜盐和碘，不但保留了活性炭原有的吸附 能力，还可以消除氨、二氧化氮、臭氧、碘和硫化物，不但延长了活性炭的 使用寿命，也使过滤后的空气更加洁净。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有活性炭应用方面的不足，使活性炭本身 既具有吸附能力，又具有消除无机有害气体的功能，延长活性炭的使用寿命， 使其用于高端空气净化设备上。
5为达到上述目的，本发明的技术方案是 一种可以吸附和消除多种有害气体 的空气净化材料；以活性炭为基础材料，在活性炭中添加可溶性铜、铜盐和 碘，其中可溶性铜、铜盐以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在。按 重量可溶性铜、铜盐占净化材料的0.1% 12%，碘占净化材料的0.1% 10%。
它的制造方法是1、取直径0.9ram的煤质柱状活性炭(碘值950，孔容 积为0.65ml/g)， 12(TC烘干2小时后称取200g。称取5. 3g 二水合氯化铜， 用蒸馏水配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在ll(TC 下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均 匀后密封，常温下保存48小时，即可得到本净化材料。
2、取粒度为24目的椰壳活性炭(碘值1100,孔容积为0.8ml/g)， 120°C 烘干2小时后称取200g。称取2. 35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成150ml溶液， 均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在11(TC下烘干。称取10g碘，研 磨碎后，与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在10(TC下保温5 小时，得到本净化材料。
本发明的有益效果是具有吸附和消除的多功能性，可对二氧化硫、二 氧化氮、氨、臭氧等有害气体高效净化，对有机污染物和无机污染物具有综 合的净化效果。吸附容量大，工作寿命长，而且工艺简单，成本低，易于批 量生产。可广泛用于室内空调、汽车、工程车、火车等交通工具的空调，以 及航天航空、实验室、手术室等高洁净环境的净化， 具体实施方案
下面结合实施例进一步说明本发明；
实施例1:取直径0.9,的煤质柱状活性炭(碘值950，孔容积为 0. 65ml/g)， 120。C烘干2小时后称取200g。称取5. 3g 二水合氯化铜，用蒸 馏水配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后并在11(TC 下烘干。称取10g碘，研磨碎后，与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均 匀后密封，常温下保存48小时，即可得到本净化材料。实施例2:取粒度为24目的椰壳活性炭(碘值1100，孔容积为0. 8ml/g)， 12(TC烘干2小时后称取200g。称取2. 35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成150ml 溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在ll(TC下烘干。称取10g
碘，研磨碎后，与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在iocrc
下保温5小时，得到本净化材料。
世界卫生组织明确将室内污染列为威胁人类健康的十大因素之一，2004 年6月5日世界卫生组织宣布甲醛为强烈致癌物。本净化材料具有吸附和消 除的多功能性，对有机污染物和无机污染物具有综合的净化效果。而且具有 吸附容量大，工作寿命长，工艺简单，成本低，易于批量生产等特点。可广 泛用于室内空调、汽车、工程车、火车等交通工具的空调，以及航天航空、 实验室、手术室等高洁净环境的净化，有益于人类健康，具有一定的巿场和 发展前景。
权利要求
1、一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料，其特征是以活性炭为基础材料，在活性炭中添加可溶性铜、铜盐和碘，其中铜、铜盐以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在，按重量可溶性铜、铜盐占净化材料的0.1％～12％，碘占净化材料的0.1％～10％。
2、 如权利要求1所述的空气净化材料它的制造方法是取直径0. 9皿的煤质柱 状活性炭，12(TC烘干2小时后称取200g;称取5. 3g二水合氯化铜，用蒸馏水 配成146ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在11(TC下烘干； 取10g碘，研磨碎后与载有二水合氯化铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，常温 下保存48小时。
3、 如权利要求1所述的空气净化材料它的制造方法是取粒度为24目的椰壳 活性炭，12(TC烘干2小时后称取200g;称取2.35g五水硫酸铜，用蒸馏水配成 150ml溶液，均匀喷洒在活性炭上，晾晒24小时，然后在11(TC下烘干；取10g 碘，研磨碎后与载有五水硫酸铜的活性炭一起搅拌均匀后密封，在IO(TC下保温 5小时。
全文摘要
本发明是一种可以吸附和消除多种有害气体的空气净化材料。以活性炭为基础材料，在活性炭上添加可溶性铜、盐铜和碘，其中铜以二价离子形式存在，碘以单质碘的形式存在，按重量可溶性铜盐占净化材料的0.1％～12％，碘占净化材料的0.1％～10％。添加微量元素铜、铜盐和碘，不但保留了活性炭原有的吸附能力，还可以消除氨、二氧化氮、臭氧、碘和硫化物，因此延长了活性炭的使用寿命，也使过滤后的空气更加洁净。可广泛用于室内空调、汽车、火车等交通工具的空调，以及航天航空、实验室、手术室等高洁净环境的净化。
文档编号A61L9/01GK101422722SQ20081023100
公开日2009年5月6日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者孙慧军, 马新荣, 高正龙 申请人:高正龙