专利名称：一种吸附分解剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种吸附分解剂及其制备方法，具体的说，是一种用于吸附分解VOCs的材料及其生产方法。
背景技术：
挥发性有机化合物(VOCs)与NOx、SOx和颗粒物是城市和工业区大气中主要的污 染物。它们的排放不仅污染环境，破坏大气层，更威胁着公众的身心健康。目前在处理VOCs 技术方法中，吸附技术是最为常用、也较为简单的控制技术，但目前吸附剂的容易饱和吸 附、无法根除有害物、寿命短等问题严重影响了吸附净化技术的发展。竹炭因其具有高比表面积、辐射远红外、负离子效应等特性而被广泛应用于吸附 技术中；电气石因具有较强的负离子效应、辐射远红外而广泛应用于保健、抗菌技术中；光 触媒二氧化钛在光线的作用下，能产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中的VOCs， 杀灭多种细菌，并能将细菌释放出的毒素分解，同时还具备除臭、抗污等功能。所以，针对 目前吸附剂存在的问题，众多研究开始围绕竹炭、电气石和光触媒二氧化钛这三种材料以 各种方法、各种工艺制备新型吸附剂，取得了一些进步，但也存在各种各样的不足，如在 以竹炭和光触媒二氧化钛为原料制备吸附剂方面公开号为CN 1690130A、CN1689408A、 CN 101632920A都制得了具备吸附和抗菌功能的产品，但其并不具有可见光催化作用，故 而分解效率较低；在公开号为CN 1846846A中，发明了 一种纳米改性光催化竹炭，其具有 强吸附、抗菌功效，但其需通过先将锐钛型纳米二氧化钛高压喷涂于毛竹，再经20-25天 100-800°C高温密闭加热，其制备工艺过于复杂，周期太长；在公开号为CN101402792A中， 应用竹炭粉与纳米二氧化钛作为部分原料，所制得的材料其负离子释放量达到1000个/ cm3，大肠杆菌抗细菌率大于90%，远红外比辐射大于0. 8，但其不具有吸附作用。在以竹炭与电气石复合方面公开号为CN 101486561A、CN 101580375A、 CN101333100A得到了只具有辐射远红外效果的材料；而在公开号为CN 1413921A中，以竹 炭10% 20%，电气石10% 30%，以及其它矿物，制得了可用于水净化的且能产生负离 子的陶瓷材料，但其缺点在于，材料应用较多稀有矿物电气石，且制品无分解作用。在电气石与光触媒复合方面在公开号为CN 1664020A中，以电气石表面吸附硝 酸银、与二氧化钛颗粒进行掺杂，再包覆有二氧化硅或氧化铝层，得到具有多孔性质的释放 负离子的抗菌纳米负载材料，但该材料不具有吸附作用；在公开号为CN 1478755A中，报道 了以电气石40% -90%为主要原料，添加纳米二氧化钛等多种功能材料，制成的多功能健 康环保材料具有很高的负离子、抗菌抑菌效果。但其材料不具有可见光催化且大量使用功 能矿物，不利于资源的可持续利用。在竹炭、电气石、光触媒三者的复合方面公开号CN 101249272A中，以电气石 和竹炭为主剂(2% 5% )，纳米二氧化钛、纳米麦饭石、纳米海泡石、纳米沸石等为助剂 (1% 3% )，以及稳定分散剂制得一种纳米复合负离子材料，因生产工艺的限制，所以其 所利用的主剂和助剂含量较少，故而其只具有有限的负离子效应，且并无可见光催分解和抗菌作用。公开号CN 101195537A中，利用电气石粉(25% 40%)、竹炭(5%)、二氧化钛 (5% 8%)、高岭土、钾钠长石粉为主要原料，制得陶瓷片，这种材料具有负离子，远红外， 抗菌效果，其负离子数830 960个/cm3，远红外发射率为0.87，对大肠杆菌、金黄色葡萄 球菌的抗菌率大于99 %，但其同样不具有可见光催分解和抗菌作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种吸附分解剂及其制备方法，该吸附分解剂具 有强吸附、可见光催化分解、抗菌的特性。为了解决上述技术问题，本发明提供一种吸附分解剂，由重量百分含量为90% 95%的竹炭颗粒和由重量百分含量为5% 10%的电气石颗粒组成基料，向基料中添加占 基料总重10% 20%的光触媒二氧化钛溶胶作为添加剂。作为本发明的吸附分解剂的改进竹炭颗粒的粒径< 1毫米，电气石颗粒的粒径 ^ 100微米。本发明还同时提供了上述吸附分解剂的制备方法，依次包括如下步骤1)、将竹炭颗粒和电气石颗粒组成的基料进行球磨混料(干混)，得到干粉料；竹 炭颗粒和电气石颗粒在基料中的重量百分含量分别为90% 95%和5% 10% ；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶进行球磨混料(湿混)，得混合物；光触 媒二氧化钛溶胶与干粉料的重量比为10% 20% ；3)、将混合物于室温下干燥24 48小时后，过筛，然后于400 500°C热处理2 4小时，得吸附分解剂。作为本发明的吸附分解剂的制备方法的改进步骤1)中，球磨混料1 2小时后， 过100目筛，得干粉料；步骤2)中球磨混料的时间为2 3小时；步骤3)中过50目筛。本发明所用的光触媒二氧化钛溶胶为共掺杂二氧化钛纳米溶胶，具有可见光催化 效果；其制备方法可参见专利号为200710068437. 9的发明专利《共掺杂二氧化钛纳米溶胶 及其制备方法》。本发明是发明人在长期研究竹炭、电气石、光触媒二氧化钛的基础上，经过反复探 索工艺过程而获得的。其优点在于充分发挥了竹炭、电气石、光触媒二氧化钛溶胶的优点， 在材料复配过程中避免使用压力成型，从而保留了材料的高比表面积、强吸附性能。经竹炭 与光催化技术的组合应用，竹炭的吸附能力使VOCs浓集到一特定环境，从而提高了光催化 反应速率，而且可以吸附中间副产物(VOCs与水等物质反应过程中产生的中间产物，仍有 一定毒性)使其进一步被催化氧化，达到完全净化。且由于被吸附的污染物能在可见光催 化的作用下参与氧化反应，使竹炭经光催化氧化而去除吸附的污染物得以再生，从而延长 使用周期。另外，所加入的功能矿物电气石与竹炭的复合，进一步提高了制品的远红外与负 离子抗菌协同效应。本发明所得的吸附分解剂，按照常规方式进行检测，其比表面积达到800 900m2/ g，释放负离子浓度5000 6000个/cm3，4小时日光灯照射后可见光催化效率达30% 40%，抗大肠杆菌实验灭菌率91% 96%，远红外辐射率达到0. 9 0. 94 ；该吸附分解剂 集强吸附、可见光催化、高抗菌、高远红外辐射率和强辐射负离子等功能于一体。本发明所 生产的吸附分解剂性能，优于其原料成分略为类似、公开号为CN 01195537A所公开的其性能为释放负离子浓度830 960个/cm3，远红外发射率为0. 87的产品。本发明为了显著提高污染的吸附及分解效率和吸附剂的长效性，以可再生资源竹 炭为基础，通过具有可见光响应的光触媒二氧化钛溶胶、电气石功能矿物的复合技术，制备 竹炭基复合吸附分解剂，充分利用高比表面积竹炭的高效吸附、光触媒溶胶的光催化分解 及无光源抗菌、电气石和竹炭的远红外及负离子抗菌等协同效应，实现室内污染物的高效 吸附与分解脱除，使吸附分解剂的分解去除效率和使用寿命大为提高，广泛用于室内VOCs、 细菌、病毒的去除，改善空气质量。本发明所生产的吸附分解剂，克服了现有的吸附剂饱和吸附度低、无法根除有害 物、寿命短等问题。该吸附分解剂可应用于各行业VOCs废气的收集、抗菌、净化装置及低浓 度污染物的高效吸附装置；也可用于恶臭等有机废气的捕集与防治；公共设施如厕所、餐 饮、污水泵站、垃圾站等异味源的控制，十字路口、停车场、大型会堂、家庭、办公场所以及高 速公路隧道的通风换气；也适用于净化或过滤阻断多种有害物质的技术。
具体实施例方式实施例1、一种吸附分解剂的制备方法，依次进行如下步骤1)、将由90重量份的竹炭颗粒(粒径彡1毫米)和10重量份的电气石(粒径 (100微米)组成的基料放入球磨混料机中干混2小时后，过100目筛，得到干粉料；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶后放入球磨混料机中湿混2小时，得混 合物；光触媒二氧化钛溶胶占干粉料总重的10% ；3)、将混合物于室温(10 30°C )下干燥24小时后，过50目筛，然后于500°C热 处理2小时，得到吸附分解剂。该吸附分解剂的比表面积达到800 850m2/g，释放负离子浓度5000 5500个/ cm3,4小时日光灯照射后可见光催化达30% 35%，抗大肠杆菌实验灭菌率91 % 92%， 远红外辐射率达到0. 9 0. 91。实施例2、一种吸附分解剂的制备方法，依次进行如下步骤1)、将由93重量份的竹炭颗粒和7重量份的电气石颗粒组成的基料放入球磨混料 机中干混1小时后，过100目筛，得到干粉料；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶后放入球磨混料机中湿混3小时，得混 合物；光触媒二氧化钛溶胶占干粉料总重的15% ；3)、将混合物于室温(10 30°C )下干燥36小时后，过50目筛，然后于450°C热处理3小时，得到吸附分解剂。该吸附分解剂的比表面积达到800 900m2/g，释放负离子浓度5000 6000个/ cm3,4小时日光灯照射后可见光催化达35 %左右，抗大肠杆菌实验灭菌率91 % 93 %，远 红外辐射率达到0. 9 0. 94。实施例3、一种吸附分解剂的制备方法，依次进行如下步骤1)、将由94重量份的竹炭颗粒和6重量份的电气石颗粒组成的基料放入球磨混料 机中干混2小时后，过100目筛，得到干粉料；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶后放入球磨混料机中湿混3小时，得混 合物；光触媒二氧化钛溶胶占干粉料总重的15% ；
3)、将混合物于室温(10 30°C )下干燥36小时后，过50目筛，然后于400°C热 处理4小时，得到吸附分解剂。该吸附分解剂的比表面积达到800 850m2/g，释放负离子浓度5500 6000个/ cm3,4小时日光灯照射后可见光催化达35 %左右，抗大肠杆菌实验灭菌率92 % 94 %，远 红外辐射率达到0. 91 0. 92。
实施例4、一种吸附分解剂的制备方法，依次进行如下步骤1)、将由95重量份的竹炭颗粒和5重量份的电气石颗粒组成的基料放入球磨混料 机中干混2小时后，过100目筛，得到干粉料；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶后放入球磨混料机中湿混2小时，得混 合物；光触媒二氧化钛溶胶占干粉料总重的20% ；3)、将混合物于室温(10 30°C )下干燥48小时后，过50目筛，然后于470°C热 处理2小时，得到吸附分解剂。该吸附分解剂的比表面积达到850 900m2/g，释放负离子浓度5500 6000个/ cm3,4小时日光灯照射后可见光催化达35 % 40%，抗大肠杆菌实验灭菌率93 % 96%， 远红外辐射率达到0. 92 0. 94。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发 明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容 直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种吸附分解剂，其特征在于由重量百分含量为90％～95％的竹炭颗粒和由重量百分含量为5％～10％的电气石颗粒组成基料，向基料中添加占基料总重10％～20％的光触媒二氧化钛溶胶作为添加剂。
2.根据权利要求1所述的吸附分解剂，其特征在于竹炭颗粒的粒径<1毫米，电气石 颗粒的粒径< 100微米。
3.如权利要求1或所述的一种吸附分解剂的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤1)、将竹炭颗粒和电气石颗粒组成的基料进行球磨混料，得到干粉料；竹炭颗粒和电气 石颗粒在基料中的重量百分含量分别为90% 95%和5% 10% ；2)、在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶进行球磨混料，得混合物；光触媒二氧化钛溶 胶与干粉料的重量比为10% 20% ；3)、将混合物于室温下干燥24 48小时后，过筛，然后于400 500°C热处理2 4小 时，得吸 附分解剂。
4.根据权利要求3所述的吸附分解剂的制备方法，其特征在于所述步骤1)中球磨混 料1 2小时后，过100目筛，得干粉料。
5.根据权利要求4所述的吸附分解剂的制备方法，其特征在于步骤2)中球磨混料的 时间为2 3小时。
6.根据权利要求5所述的吸附分解剂的制备方法，其特征在于所述步骤3)中过50目筛。
全文摘要
本发明公开了一种吸附分解剂，由重量百分含量为90％～95％的竹炭颗粒和由重量百分含量为5％～10％的电气石颗粒组成基料，向基料中添加占基料总重10％～20％的光触媒二氧化钛溶胶作为添加剂。本发明还同时公开了上述吸附分解剂的制备方法，包括如下步骤1)将基料进行球磨混料，得到干粉料；2)在干粉料中加入光触媒二氧化钛溶胶进行球磨混料，得混合物；3)将混合物干燥、过筛、热处理，得吸附分解剂。该吸附分解剂具有强吸附、可见光催化分解、抗菌的特性。
文档编号B01J37/04GK101844072SQ20101019041
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者李文彦, 杨辉, 涂志龙, 郭兴忠 申请人:浙江碧岩环保材料有限公司