专利名称：天然沸石活化处理环境保护室内外空气净化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种天然沸石活化处理环境保护室内外空气净化剂的制备方法。
背景技术：
天然沸石(zeolite)作为硅酸盐非金属矿中具有微孔孔道和空隙结构的一种架 状含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物，并且并具有离子交换性的吸附选择性的多孔矿物材 料，可成为纳米尺度单元物质在一维、二维和三维空间排列并生成组装材料的媒介。复合纳 米单元物质性质和沸石孔道特性的沸石纳米孔——金属离子及簇团组装材料为其在净化 室内外空气方面实现应用打下了良好基础。人们把由于地心引力而随地球旋转的大气层叫做大气圈，受地球引力影响，大气 在地表处密度最大。随着高度增大迅速变为稀薄。对流层与人类的关系极为密切。尤其在 近地面1-2公里处大气污染物的主要活动区域，对流层以上为平流层、中间层、暖层和散逸 层。大气是由多种气体组成的，按其成分可分为干洁大气、水汽和气溶胶粒子。干洁大气主 要由N、0、Ar三种气体组成。它们占总气体体积的99. 94%。在低层大气中。水蒸气也是一个重要组成部分，它的浓度随地理位置和气象条件 的不同可在较大范围内变化，干燥地区可降低至0. 02%，而在暖温地方可高达0. 46%。干 洁大气是人或生物生存的环境要素，一般每人每天需吸入10-12m3空气，在60-90m2肺泡表 面上进行气体交换，吸入A排出(X)2以维持正常生理活动。引起大气污染的因素有自然因素，也有人为因素。自然因素指由大风刮起地面的 沙层、火山爆发喷出的灰、CO2等。森林大火产生的0)2、0)』02及碳氢化合物。人为因素主 要是工农业、交通运输业及生活取暖等所排放的污染物。大气污染是指当排入大气中的污染物浓度超过环境所能允许的极限，改变正常大 气的组成，破坏其物理、化学和生态平衡体系，从而危害人类生活、生产、健康，危害自然资 源及财产、设备的现象。大气污染对人体健康的危害可分为急性作用和慢性作用。急性作用是指人体受到 污染的空气侵袭后，在短时间内即表现出了造成中毒症状的现象，历史上曾发生过数起急 性危害事件。慢性作用是指人体在低浓度污染物的长期作用下，产生的慢性危害。这种危 害往往不易引人注意，而且难以鉴别，其危害途径是污染物与呼吸道粘膜按触，主要症状是 眼、鼻粘膜受刺激，出现慢性支气管炎、哮喘肺癌及因生理机能障碍而加重高血压、心脏病 等病情。近年世界各国肺癌发病率和死亡率明显上升，特别是工业发达国家增长尤其快，而 且城市高于农村。虽然肺癌的病因至今不完全清楚，但大量事实说明空气污染是重要致病 因素之一，且空气污染程度与居民肺癌死亡率之间呈一定正相关关系。大气中的污染物质的存在状态是由其自身的理化性质和形成过程决定的；气象条 件也起一定的作用。污染源按存在形式可分为固定污染源和流动污染源，前者指工厂烟@等，后者指 交通工具。如汽车、火车、飞机、轮船等。污染源的产生形式可分为燃料燃烧污染、工业产品生产过程的污染及交通运输污染。前两类属于固定污染源，后一类属于流动污染源。大气污染的迁移和扩散主要与污染源的分布、排放量、地形、地貌、气象条件(风 向、风速、大气湍流、大气稳定度)等因素有关，同一污染源对同一地点，在不同时间内由于 气象因素的影响，所造成浓度可相差几十倍。由于现代生活条件下，人们停留在室内的时间越来越长，因此室内与人相关的局 部环境的空气质量对人生活与健康的影响比室外大气的影响更为重要。然而，局部环境中 的人类直接与间接活动、室内装饰和使用物品等因素导致的污染源引入以及通风不畅等因 素使局部环境的空气常常处于污染状态，因此形成了对人们身体健康及正常工作与生活的
严重危害。目前，根治和消除局部环境的空气污染一直受到广泛关注。局部环境空气中的主 要污染物包括因人类代谢活动和食物腐败等因素形成的异味气体(硫化氢、胺、硫醇等)和 有害细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等)以及因室内装饰装横材料和家具材料中填加剂 释放形成的甲醛、苯、苯系物和氨气等有害气体，很显然，对局部环境空气污染的治理应能 同时去除有害气体和有害细菌。以天然沸石为载体，通过孔道吸附作用活化、抗菌组分在纳米孔道中组装并稳定 固化等技术制备的具有无机抗菌和快速吸附除味功能的无机抗菌型除味剂可成为居室、卫 生间、汽车驾驶室和电冰箱等局部环境空气的净化产品。大气污染物主要来源的三大方面之一和之二是燃料燃烧，包括工矿企业的烟囱所 排放的滚滚黑烟、工业锅炉、民用锅炉和小炉灶。以及工矿企业生产过程中所产生的尘、烟、 废气。这两类污染源统称为固定源。据我国机关部门80年代统计，这两个方面所产生的大 气污染比例分别为70%和20%，占据了整个大气污染源的90%之高。然而，在直接燃烧的 燃料中，燃煤排放的污染物占燃料燃烧的96%。即我国大气污染的主要来源是燃料，特别是 以煤为燃料的工矿企业。
发明内容
本发明的发明目的旨在于充分利用了天然沸石在特定的温度下加热，脱水后结构 不破坏，原水分子的位置仍留有空隙，形成海绵晶格一样的结构，具有将气体中污染物分子 再吸入空隙的特性以及有独特的物化特性。主要有离子交换性、吸附分离性(如选择性吸 附功能)、催化性(可作催化剂及催化剂载体)、化学稳定性(天然沸石具有良好的热稳定 性、耐酸性)、可逆的脱水性、电导性等。另外，沸石还有一种包胶气体的特性，即温度升高时 沸石空腔变大而进入分子，冷却时进入的分子被截留，截留的组分以很高的密度长期保存。本发明的发明目的旨在于利用目前具有世界先进水平的超细粉磨粉机，将天然沸 石经过酸碱焙烧而得到充分活化后的颗粒状沸石矿石直接粉碎成1000-2500目的超细粉。 这样，经过特殊活化处理过的沸石对气相和液相物质的吸附能力可以达到甚至超过活性 炭。无数次试验的成功表明将经过酸、碱焙烧活化好的天然沸石，经超细粉磨粉机精制成 超细粉后，即得到吸附性能与活性炭相当甚至超过活性炭的活性沸石，对NH3气体浓度吸附 效果提高66. 66%,对空气中污染物浓度的吸附效提高近70%。本发明利用活化天然沸石超细粉(1000-2500目)配比有着同样吸附功能，特别 是脱色功能的活化膨润土、活化硅燥土、蛋白土、海泡石、凹凸棒石等具有高比表面积和选择性吸附性材料为基料，配以石墨粉、轻质碳酸钙、云母粉、TiO2等天然非金属矿物颜料或 天然植物染料，用于室内外空气净化剂使用具有环境保护净化功能又有色彩艳丽夺目之功 能。还可用充分利用非金属矿物超细粉配比后优良的可塑性、粘结性能，使用模具制成各种 各样的形状、造型、雕塑、图案、山水人物画像、假山景点用于不同的应用领域吸附空气、水 和工矿企业烟囱中排出的污染烟尘，其用途之广泛，取决于生产这类产品企业的新产品开 发能力。在今后数年内，必将使天然沸石配比其它矿物超细粉发挥别的材料不可替代的功 能和作用，是环境保护人类生存环境和其它有生物物种生存环境保护的首选产品。
具体实施例方式实例一将天然沸石粉碎至5-80目，用酸(盐酸或硫酸)处理10-20小时，再中和及用水 煮沸，然后进行干躁和焙烧，最后再粉碎至超细粉。其工艺如下浓度4% -10%的盐酸或硫 酸浸渍10-20小时为宜，经酸处理后用碳酸钠(或碳酸钾)、苛性钠(或苛性钾)等中和，在 中和、洗涤后再用水煮沸30-60分钟，然后以干躁温度90-110°C为宜进行充分干躁，最后在 350-580°C下加热保温30-90分钟活化成H型沸石。最后添加非金属矿物颜料或天然植物 粉状染料充分混合后采用超细粉(1000-2500目)磨粉机磨成超细粉后采用各种各样模具 压制成烧结成不同形状的室内外净化产品。这样制备方法制成的室内外净化产品具有环境 保护净化功能，又有在日光下长年保持艳丽夺目的色彩效果，数年不变色、不褪色。是活性 炭等吸附材料的最佳低成本替代品。实例二 将天然沸石粉碎至5-80目，用10 %的钠盐溶液(NaCl、Na2SO4, NaNO3)处理10_20 小时，保持Na+交换率在75%以上，然后90-110°C干躁，最后在350-600°C温度下加热活化。 活化后的沸石配比其它非金属矿物颜料或天然植物粉状染料充分混合后采用超细粉磨粉 机，磨成1000-2500目超细粉后采用各种各样模具压制和烧结成不同形状的室内外净化产 品，Na型活化沸石对气体的吸附容量较大并超过活性炭。实例三将天然沸石粉碎至5-50目，用4% -10%的稀盐酸或稀硫酸处理10_20小时，经 酸处理后用碳酸钠(或碳酸钾)、苛性钠(或苛性钾)等中和，在中和后经水洗涤再用水煮 沸30-60分钟，然后90-110°C干躁温度进行充分干躁，最后在350-580°C下加热保温30-60 分钟活化成H型沸石，最后添加黄、绿、兰、青等淡色天然非金属矿物颜色或天然植物染料 充分混合采用超细粉磨粉机，磨成1000-2500目超细粉后采用圆型模具压制成圆型多孔圆 盘，多块叠加后置于工矿企业烟囱顶部吸附烟囱中的污染物和粉尘，待其充分吸附变黑后 便可替换。实例四将天然沸石粉碎到5-50目，用350-500°C温度焙烧保温1小时，然后急速投入温或 冰块冷却的冷却水中洗涤充分去除灰份后，然后90-110°C干躁，添加活化膨润土和活化海 泡石(或者活化硅藻土、凹凸棒)充分混合后，采用超细粉磨粉机，磨成1000-2500目超细 粉，用圆型模具压制成或烧结成直径SO-IOOmm的多孔圆气，采用不锈钢圆筒叠加装入多级 一字型排列或平行叠加接入居民家庭自来水进水水管上，用于家庭自来水除氯气等异味，水质可以接进净化水标准。
权利要求
1. 一种天然沸石活化处理环境保护室内外空气净化剂的制备方法。其特征在于本发 明的特征旨在于采用天然沸石50-80目的颗粒经稀盐酸、稀硫酸(也可以是钠盐溶液或者 直接焙烧)浸泡10-20小时充分活化后，然后在于90-110°C干躁温度进行充分干躁，最后在 350-60(TC下加热保温30-60分钟活化成H型沸石(或者是Na沸石)。最后添加非金属矿 物颜料或者天然植物染料充分混合后采用超细粉磨粉机，磨成超细粉(1000-2500目)后采 用各种各样模具压制成或者烧结成不同形状的室内外净化产品。
全文摘要
本发明涉及一种天然沸石活化处理环境保护室内外空气净化剂的制备方法。本发明采用天然沸石50-80目的颗粒经稀盐酸、稀硫酸保持10-20小时的浸泡活化后，经碳酸钠(或碳酸钾)、苛性钠(或苛性钾)等中和，在中和、洗涤后再用水煮沸30-60分钟，然后以干燥温度90-110℃进行充分干燥，最后在350-580℃下加热保温30-60分钟活化成H型沸石。最后添加非金属矿物颜料或者天然植物染料充分混合后采用超细粉磨粉机，磨成超细粉(1000-2500目)后采用各种各样模具压制成或者烧结成不同形状的室内外净化产品。这样制备方法制成的室内外净化产品具有环境保护净化功能，又有在日光下长年保持艳丽夺目的色彩效果，数年不变色、不褪色，是活性炭等吸附材料的最佳低成本替代品。
文档编号B01J20/16GK102133521SQ201010109728
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月23日 优先权日2010年1月23日
发明者尚鹏, 张媛洁, 张玉明 申请人:尚鹏, 张媛洁, 张玉明