除甲醛模块的制作方法_2

文档序号:9556324阅读:来源:国知局
原料气组成为:甲醛浓度为1?lOOppm,实施例中具体为6ppm,其余为空气。反应在25°C常压环境下进行,反应气体积空速(GHSV)为6000h \由国产GD80便携式甲醛气体检测仪检测出甲醛浓度计算得到甲醛净化率。
[0054]空白样未经处理的蜂窝成型活性炭:
[0055]将Φ20πιπι、长50mm的蜂窝成型活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,25°C时初始时刻甲醛即被穿透,甲醛的完全穿透时间为820min,表明空白样对甲醛的处理为物理吸附易饱和。
[0056]对比例蜂窝成型活性炭直接负载微纳米银:
[0057]配制银离子浓度为lOOppm的硝酸银水溶液,将未经处理的Φ 20mm、长50mm蜂窝成型活性炭以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:100浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃6h后取出100°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.0002% (wt)。
[0058]将所制的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,活性炭净化甲醛的穿透曲线如图2所示,25°C时初始时刻甲醛即被穿透,1870min后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为15%。
[0059]方法1
[0060]将Φ 20mm、长50mm蜂窝成型活性炭置于超纯水中经超声清洗三次(将活性炭投入到超纯水中用超声波清洗器充分清洗),于60°C烘干;将清洗后的活性炭以质量比1:5的比例置于15%的氨水溶液中,室温下浸溃lh后取出,于80°C烘干;配制银离子浓度为lOOppm的硝酸银水溶液,以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:100将活性炭浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃6h后取出100°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.0005% (wt)。
[0061]将制备获得的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,25°C时甲醛的初始净化率为100%,130min后甲醛开始穿透,2960min后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为18.5%。
[0062]方法2
[0063]将Φ20mm、长50mm蜂窝成型活性炭置于超纯水中经超声清洗三次,于80°C烘干以;将清洗后的活性炭以质量比1:10的比例置于15%的氨水溶液中,室温下浸溃24h后取出,于80°C烘干;配制银离子浓度为70ppm的硝酸银水溶液,以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:50将活性炭浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃48h后取出60°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.01% (wt)。
[0064]将制备获得的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,25°C时甲醛的初始净化率为100%,17h之后甲醛开始穿透,75h后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为37%。方法3
[0065]将Φ20πιπι、长50mm蜂窝成型活性炭置于超纯水中经超声清洗三次,于80°C烘干;将清洗后的活性炭以质量比1:20的比例置于28%的氨水溶液中,室温下浸溃4h后取出,于100°C烘干;配制银离子浓度为lOOppm的硝酸银水溶液,以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:100将活性炭浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃8h后取出100°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.03% (wt)。
[0066]将制备获得的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,活性炭净化甲醛的穿透曲线如图3所示,25°C时甲醛的初始净化率为100 %,42h之后甲醛开始穿透,140h后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为50%。制备所得的活性炭的扫描电镜图片如图4所示,在活性炭表面堆积有几十纳米到几个微米的银颗粒。
[0067]方法4
[0068]将Φ 20mm、长50mm蜂窝成型活性炭置于超纯水中经超声清洗三次,于120°C烘干;将清洗后的活性炭以质量比1:10的比例置于28%的氨水溶液中,室温下浸溃6h后取出,于100°C烘干;配制银离子浓度为lOOOppm的硝酸银水溶液,以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:20将活性炭浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃36h后取出100°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.1% (wt)。
[0069]将制备获得的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,25°C时甲醛的初始净化率为100%,184h之后甲醛开始穿透,620h后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为70%。方法5
[0070]将装填尺寸为Φ 20mm、长50mm的颗粒状活性炭置于超纯水中经超声清洗三次,于100°C烘干;将清洗后的活性炭以质量比1:2的比例置于20%的氨水溶液中,室温下浸溃10h后取出,于80°C烘干;配制银离子浓度为lOppm的硝酸银水溶液,以活性炭与硝酸银水溶液的质量比例为1:10将活性炭浸溃于硝酸银水溶液中,室温下浸溃12h后取出100°C烘干。其中微纳米银的负载量为0.0018% (wt)。
[0071]将制备获得的活性炭按照前述试验条件进行甲醛净化性能评价,25°C时甲醛的初始净化率为100%,410min之后甲醛开始穿透,92h后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为33%。
[0072]可见,本发明所提供的制备方法所制备的载微纳米银活性炭催化氧化甲醛分解速率高、持续时间长且性能稳定。此外,本发明所提供的制备方法采用的原材料活性炭成本低、来源广,其上负载的银含量为0.0002?0.1% (wt),因此催化剂的成本较低,且制备工艺简单,具有很好的产业化前景。
[0073]上述制备方式中,将活性炭经超纯水清洗、氨水浸泡后,活性炭中的部分灰分及杂质离子被去除,同时引入大量的羟基基团,羟基具有极性,可以和甲醛形成氢键,增加甲醛的吸附速率和吸附量;另一方面其灰分和杂质离子等会和羟基发生置换,减少活性炭内部的磷酸根和氯离子等的含量,使得Ag+在活性炭表面更容易被还原成单质微纳米银;羟基的均匀分布使得微纳米银在活性炭表面均匀分散,提高了微纳米银对甲醛的催化分解性能。微纳米银与活性炭在富集转化协同机制下,共同完成甲醛处理:活性炭将甲醛气体吸附富集,微纳米银与活性炭的协同作用将甲醛催化分解成C02和H20,当催化转化速率接近或超过富集速率时,饱和吸附问题可以得到解决;另外,低浓度甲醛可以通过富集提高从而获得更高的转化速率和效率,能够长期、高效、深度处理低浓度和高浓度甲醛气体。
[0074]与现有技术相比,本发明的载微纳米银活性炭以超纯水清洗、氨水处理过的活性炭为载体,负载微纳米银活性组分制备而成,利用了活性炭的吸附、还原性,微纳米银对甲醛的催化氧化性能及微纳米银与活性炭之间的富集转化协同机制,使得载微纳米银活性炭催化氧化甲醛分解速率高、性能稳定,具有实质性特点和显著进步。本发明采用的原材料活性炭成本低、来源广,其上负载的银含量为0.0002?0.1% (wt),因此催化剂的成本较低,且制备工艺简单;催化剂在空速6000h \室温下实现对甲醛的完全催化氧化,持续时间长达184h,184h之后甲醛开始穿透,620h后甲醛穿透达到平衡,此时甲醛的净化率约为70 %。所述载微纳米银活性炭,能够长效去除甲醛,可循环利用,不需要频繁地更换,更加便捷、环保。
[0075]进一步的,本发明的空气净化装置,一般包括壳体,壳体设有入风口、出风口,壳体内腔设空气驱动装置、空气净化模块。空气驱动装置和空气净化模块在空气净化装置中的位置可根据实际需要进行排布。
[0076]所述入风口可设于空气净化装置壳体的侧面或底面。所述出风口可设于空气净化装置的顶部。
[0077]所述空气净化装置中的空气净化模块可包括一种或多种空气净化部件。所述空气净化部件可为被动吸附过滤式空气净化部件,也可以是主动式空气净化部件或者是两者的结合。如可选自HEPA滤网、活性炭滤网、光触媒(冷触媒、多远触媒)、紫外灯、静电吸附滤网、负离子发生装置等现有空气净化部件中的一种或多种的组合。空气净化模块排布于空气驱动装置所产生的气流通路上。
[0078]进一步的,本发明的空气净化装置采用上述改进的除甲醛模块。所述除甲醛模块位于空气净化装置内。一般情况下,所述除甲醛模块位于空气驱动装置所产生的气流通路上。所述除甲醛模块可作为空气净化模块,或者,所述除甲醛模块也可以与其他空气净化部件共同组成空气净化模块。由于采用了所述除甲醛模块,因而能够长效去除空气的甲醛。
[0079]所述空气驱动装置可为风机。进一步改进的,本发明采用一种新的空气驱动组件取代风机作为空气驱动装置。
[0080]所述改进的空气驱动组件如图5所示,包括加热电阻11和电源12,所述加热电阻11连通电源12后会发热,使得所述加热电阻11上方的空气的温度升高,进而使得所述加热电阻11上方的空气与离所述加热电阻11较远处的空气形成温差产生空气对流,从而在加热电阻11上方形成空气微流动,使周围环境的空气
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