一种用于在线实时清除室内空气中苯的离子缔合物溶液及清除方法与流程

本发明属于室内空气净化技术领域，具体涉及一种用于在线实时清除室内空气中苯的离子缔合物溶液及清除方法。

背景技术：

室内苯系物的来源主要是溶剂、打印机、地毯合成纤维、清洁剂、香水、洗涤剂、粘合剂、油漆、杀虫剂、溶剂、聚酯纤维、胶带、墙纸和影印机等。苯是易挥发化学物质，能够通过消化道、皮肤和呼吸道进入人体，高浓度的苯对中枢神经系统有麻醉作用，会引起急性中毒；长期接触苯对造血系统有损害。重度中毒可出现心律不齐、视物模糊、呼吸浅而快、昏迷和抽搐。

文献报道，68％的人体疾病与室内污染有关。gb/t27630-2011规定车内空气中苯的浓度≤0.11(mg/m³)、gb/t-18883-2002规定室内空气中的苯浓度:≤0.2mg/m³。车内空气污染主要来源于发动机燃烧产物、汽车内饰材料释放的有害气体、人自身产生的污染物和车厢外污染物的渗入.依据gb/t18883-20022011年在接受调查的9846万辆气车中，苯的最高值超出标准值14.45倍。“奥拓车苯中毒致死”案已引起了人们对车内污染的关注。苯可用碳纳米管去除，但其运营成本高；fe³⁺掺杂在tio2薄膜、直流电晕放电、脉冲电晕放电与cd2ge2o6、znga2o4纳米晶体和zn2geo4纳米棒等对苯的降解率依次达到35％、90％、61.4％、60％和20％，虽然直流电晕放电需在390℃下对苯有高的降解率，其应用受到限制，而其它方法对苯的降解率均较低。以柴油为主的吸收液去除率在70％以上，但柴油本身易燃使用过程中存在爆炸危险；柠檬酸调节ph至6，加入0.05％硅酸钠、0.1％磷酸钠和0.1％碳酸钠、0.5％聚乙二醇的复合吸收剂，对甲苯净化效率及吸收容量都有显著提高，然而由于大多数vocs在水中的溶解度很小，表面活性剂水复合吸收剂的吸收容量有限；bdo、dehp、deha、tegdme、triethyleneglycoldibutylether等等用高沸点有机溶剂作吸收剂，如bdo吸收率在90％以上，但高沸点的溶剂容易被主流废气带出造成溶剂损失和二次污染。光催化剂tio2负载活性炭纤维降解室内苯系物在254nm紫外条件下处理效率最高能达到90％左右，其应用存在局限性。ag/tio2等离子体可使苯去除率达到100％，但该法对电源要求高，还会产生有害副产物，如nox等。以n-甲酰吗啉(nfm)水溶液为吸收剂，疏水性多孔聚丙烯中空纤维膜组件(heppm)为膜接触器，膜气体吸收法分离c6h6/n2混合气，含苯废气流量为50～300ml/min条件下苯的去除率为52.8％～99.3％，但需膜吸收-减压膜蒸馏组合工艺一体化装置，操作复杂且成本高。

此，寻找简便可行的方法已成为室内或车内气态苯的治理的主要发展趋势。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供用于在线实时清除室内空气中苯的离子缔合物溶液及清除方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于在线实时清除室内空气中苯的离子缔合物溶液，包括如下体积百分比的组分：

在本发明的一个优选实施方案中，所述的离子缔合物溶液包括如下体积百分比的组分：

在本发明的一个优选实施方案中，离子缔合物溶液包括如下体积百分比的组分：

在本发明的一个优选实施方案中，离子缔合物溶液包括如下体积百分比的组分：

本发明还提供上述离子缔合物溶液的应用，用于在线实时清除封闭空间内的空气中的苯。

所述的封闭空间包括室内或车内。所述的室内，包括别墅、高档住宅、星级酒店、娱乐、场所体育馆、健身房、医院、学校、幼儿园、办公室、会议室、仓储、人员密集的候车室、候机厅等场所。

本发明还提供一种在线实时清除室内空气中苯的方法，其采用前述的一种用于在线实时清除室内空气中苯的离子缔合物溶液对空气中的苯进行清除。

优选地，在线实时清除室内空气中苯时，所述离子缔合物溶液是装填于净化装置内使用。

优选地，室内面积40m²、空间体积120m³且空气中丙烯醛浓度超标10.2-21.0倍时，所述组合物的用量为2l。

优选地，所述离子缔合物溶液对室内空气的处理时间为1.0-4.0h。

本发明的有益效果是：

1、本发明离子缔合物溶液为水溶液，绿色、无味、无毒、安全；

2、本发明的离子缔合物溶液仅需将各组分直接混合，制备和使用方法简便、可靠；

3、本发明的离子缔合物溶液清除室内空气中苯，可在线实时、持续进行、快速、高效；

4、本发明的离子缔合物溶液的成本低，经济效益高；

5、本发明的离子缔合物溶液不产生二次污染，应用范围广。

附图说明

图1为实施例1-3在线实时清除室内空气中苯的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明的机理如下：

本发明采用盐酸介质中罗丹明b染料[c28h31o3n2]⁺与[gacl4]^－离子反应生成红色或粉红色离子缔合物：

[c28h31o3n2]⁺+cl^－+[gacl4]^－＝[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－+cl^－

该离子缔合物很容易被质子化的苯[c6h6]⁺萃取而使苯层显红色或粉红色：

[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－+[c6h6]⁺＝[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·[c6h6]⁺

[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·[c6h6]⁺被h2o2氧化为co2和h2o而褪色：

[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·c6h6⁺+h2o2＝co2+h2o+[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－

同时[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·[c6h6]⁺被ce⁴⁺氧化为co2和h2o而褪色，ce⁴⁺还原为ce³⁺：

[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·c6h6⁺+ce⁴⁺＝co2+h2o+ce³⁺+[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－

ce³⁺与h2o2发生氧化还原反应使得ce⁴⁺再生：

由此可见，ce⁴⁺催化h2o2氧化[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－·[c6h6]⁺反应的进行，导致室内及车内的空气中苯持续被去除。从红色罗丹明b染料的盐酸性溶液与苯混摇时，有机相不显红色或粉红色证实罗丹明b本身不被苯萃取；从红色罗丹明b染料的盐酸性溶液、gacl3溶液与苯混摇时，有机相显红色或粉红色的现象，证明[c28h31o3n2]⁺[gacl4]^－离子缔合物被苯萃取的可能性。

这种利用离子缔合物将气态苯转入液相ce⁴⁺催化h2o2氧化苯的技术可在线实时清除室内及车内的空气中苯的污染，而且苯的去除率高，简便、快速、无二次污染(表1)，根据褪色现象能跟踪催化氧化苯的反应进程。

表1气相、液相中苯浓度检测结果

由表1可知，对于40m²的空间，经过离子缔合物溶液处理1、2、3、4小时后，气相中苯从初始浓度0.94、0.96、0.97、0.92mg/m³分别下降至0.02、0.02、0.01、0.01mg/m³，净化率(％)依次为97.9、97.9、99.0、99.0，而离子缔合物溶液液相中并未检测到苯或苯系物；在与水的对比试验中(相同条件下)，经过水处理1、2、3、4小时后，气相中苯从初始浓度0.93、0.95、0.96、0.94mg/m³分别下降至0.92、0.94、0.95、0.93mg/m³，苯的浓度几乎没有任何变化，水中也未检测到苯。由此推断离子缔合物溶液对苯不是单纯的物理吸收或溶解，而是使苯环断裂，将苯转化成另外的成分，从而达到去除效果。

下述实施例中，以室内面积为40m²，内墙高度为3.0m，室内体积为120m³。将盛有360.0μl苯(分析纯)的培养皿放入密闭的120m³室内(对照仓)，分别于1h、2h、3h、4h测试室内苯浓度；然后将盛有360.0μl苯(分析纯)的培养皿放入另1个密闭的120m³室内(样品仓)，调控室内空气中苯的原始浓度为0.92-1.89mg/m³(即比允许的国家标准值0.09mg/m³高10.2-21.0倍),用聚四氟乙烯软管将样品仓与1个盛有2.0l“在线实时清除苯的离子缔合物溶液”的干燥器串联，分别于1h、2h、3h、4h测试干燥器出口室内苯的浓度。

实施例1

苯在线实时清除离子缔合物溶液由如下体积百分比的组分混合而制成：

离子缔合物溶液经混合均匀，即可自动包装、入仓保存。

用2.0l苯在线实时清除离子缔合物组合物溶液置于图1所示的装置中在线实时清除室内空气中苯，应用效果见表2。

表2实施例1的苯在线实时清除离子缔合物溶液实际应用的效果与成本

由表2可见，苯在线实时清除离子缔合物溶液分别处理1小时即可达标；对于室内空气中苯浓度超标10.2-10.8倍，处理1小时即可达标，连续处理4小时的费用为3.52(元)，经济实用。

实施例2

苯在线实时清除离子缔合物溶液由如下体积百分比的组分混合而制成：

离子缔合物组合物溶液经混合均匀，即可自动包装、入仓保存。

用2.0l苯在线实时清除离子缔合物组合物溶液置于图1所示的装置中在线实时清除室内空气中苯，应用效果见表3。

表3苯在线实时清除离子缔合物溶液实际应用的效果与成本

由表3可见，苯在线实时清除离子缔合物溶液分别处理1小时即可达标；对于160m²的豪宅，室内空气中苯浓度超标15.2-16.1倍，处理1小时即可达标，连续处理4小时的费用为5.20，既经济又实用。

实施例3

苯在线实时清除离子缔合物溶液由如下体积百分比的组分混合而制成：

离子缔合物组合物溶液经混合均匀，即可自动包装、入仓保存。

用2.0l苯在线实时清除离子缔合物组合物溶液置于图1所示的装置中在线实时清除室内空气中苯，应用效果见表4。

表4苯在线实时清除离子缔合物溶液实际应用的效果与成本

由表4可见，苯在线实时清除离子缔合物溶液分别处理1小时即可达标；对于160m²的豪宅，室内空气中苯浓度超标20.4-21.0倍，处理1小时即可达标，连续处理4小时的费用为6.4(元)，既经济又实用。

此外，上述苯在线实时清除离子缔合物溶液制备简便、广泛用于别墅、高档住宅、星级酒店、娱乐、场所体育馆、健身房、医院、学校、幼儿园、办公室、会议室、仓储、人员密集的候车室、候机厅等场所的室内和车内的苯的在线实时清除。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。