一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法与流程

1.本发明属于空气净化活性炭吸附材料生产工艺领域，具体涉及一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法。


背景技术：

2.活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔性人造炭质吸附剂。它具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，可用作吸附剂，催化剂和催化剂载体。活性炭作为人造材料，是在1900年到1901年发明的，其发明者是拉费尔
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王
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奥斯特莱科，他采用化学活化法和物理活化法制造活性炭而获得专利。1911年，门高德博士在维也纳附近的工厂首次将活性炭工业化生产。当时的产品是粉状活性炭，这是世界上第一家工业化生产工厂。
3.淀粉类多糖制备的活性炭具有良好的活性和吸附性，但是其成型较差，需要重新加入粘合剂例如焦油进行成型。
4.同时一般的活性炭对于小分子有机物吸附效果并不是很好，温度略高就容易释放出来，导致空气净化效果变差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法，提供一种活性炭直接成型的方法，同时具有大比表面积和强吸附性，能够在一定高温下不解离小分子有机物。
6.一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法，包括：将高粱粉与氯化锌混合均匀后，加入到冷水中，打浆均匀后，搅拌状态下，加热至90-100度，加入氢氧化钠，敞口保温2-4小时，停止搅拌后，加热至150-160度，保温2-4小时，凝固后，冷却，将凝固后的物料切成相同的尺寸，放入高温炉中，在氮气氛围内进行煅烧，煅烧后将物料放入10％的盐酸水中，加热至60℃，缓慢震荡洗涤，然后用清水漂洗至中性烘干即可。
7.进一步地，高粱粉、氯化锌、冷水的质量比为1:1:3。
8.进一步地，氯化锌与氢氧化钠的摩尔比为1:1。
9.进一步地，空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，将凝固后的物料切成相同的尺寸切成5cm
×
1cm
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1cm的长条形。
10.进一步地，在氮气氛围内进行煅烧的温度梯度为250度保温1小时，450度保温2小时，600度保温2小时，升温速率均为1度每分钟。
11.本发明具有以下有益效果：
12.1、通过生物基的高粱粉为原料与传统的氯化锌进行混合后，加入氢氧化钠使部分氯化锌形成凝胶态，与淀粉胶形成充分混合后，充分嵌入到淀粉中，碳化使成孔更加均匀，而残余的氯化锌可以起到充分脱水预碳化的效果。
13.2.通过上述的配比和调节，在脱水后，胶体膨胀凝固，从而实现预成型，然后碳化后，即可直接形成预定的形状。
14.3.碳化的速率在多个梯度下，可以使比表面积更大，活性更好，坍塌也小。
具体实施方式
15.为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
16.高粱粉购自超市的食用高粱粉，任一品牌皆可。氯化锌购自国药98％纯度。
17.实施例1
18.一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法，包括：将高粱粉与氯化锌混合均匀后，加入到冷水中，打浆均匀后，搅拌状态下，加热至95度，加入氢氧化钠，敞口保温3小时，停止搅拌后，加热至155度，保温3小时，凝固后，冷却，将凝固后的物料切成相同的尺寸，放入高温炉中，在氮气氛围内进行煅烧，煅烧后将物料放入10％的盐酸水中，加热至60℃，缓慢震荡洗涤，然后用清水漂洗至中性烘干即可。
19.高粱粉、氯化锌、水的质量比为1:1:3。氯化锌与氢氧化钠的摩尔比为1:1。空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，将凝固后的物料切成相同的尺寸切成5cm
×
1cm
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1cm的长条形。在氮气氛围内进行煅烧的温度梯度为250度保温1小时，450度保温2小时，600度保温2小时，升温速率均为1度每分钟。
20.对比例1
21.与实施例1相同，除了不加入氢氧化钠。
22.对比例2
23.与实施例1相同，除了氯化锌与氢氧化钠的摩尔比为1:2。
24.对比例3
25.与实施例1的用量相同，将高粱粉与氯化锌混合均匀后直接放入高温炉中进行相同条件的梯度升温，酸洗水洗。
26.对比例4
27.将高粱粉直接按实施例1的条件进高温炉中进行相同条件的梯度升温，酸洗水洗。
28.对比例5
29.采用市售的商业活性炭(4-8目椰壳活性炭，森森炭业科技有限公司，亚甲基蓝吸附值135-210mg/g)。
30.将上述对比例和实施例所得到的产品进行孔容孔径氮气吸附等试验，委托给上海大学化学系进行测试，具体参数如下表。室温条件下，在10l的密闭空间中，冲入1mg的甲醛，放入5g的活性炭，1小时后测试残余的甲醛ppm，将温度升高至50度，稳定1小时后，测试残余的甲醛ppm。
[0031][0032]
通过上述数据可知，本发明的产品具有高比表面积及其完整的成型效果，对甲醛的吸附效果极佳，当温度升高时也能锁定住甲醛。通过对比例的实验可知，氢氧化钠的加入是比较关键的，加入过多，是氯化锌完全反应，高温吸附效果变差，比表面积降低，不加入导致成型性不够，性能也有所下降。制备的方法也是至关重要的，这里直接将氯化锌与淀粉碳化，发现效果明显变差。将高粱粉直接碳化，导致大量焦油产生的同时，碳化率也大幅下降，性能极差。与市售的相比，明显挺高了高温吸附甲醛的效果。
[0033]
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。


技术特征：
1.一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，将高粱粉与氯化锌混合均匀后，加入到冷水中，打浆均匀后，搅拌状态下，加热至90-100度，加入氢氧化钠，敞口保温2-4小时，停止搅拌后，加热至150-160度，保温2-4小时，凝固后，冷却，将凝固后的物料切成相同的尺寸，放入高温炉中，在氮气氛围内进行煅烧，煅烧后将物料放入10％的盐酸水中，加热至60℃，缓慢震荡洗涤，然后用清水漂洗至中性烘干即可。2.根据权利要求1所述的空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，高粱粉、氯化锌、冷水的质量比为1:1:3。3.根据权利要求1所述的空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，氯化锌与氢氧化钠的摩尔比为1:1。4.根据权利要求1所述的空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，将凝固后的物料切成相同的尺寸切成5cm
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1cm
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1cm的长条形。5.根据权利要求1所述的空气净化活性炭吸附材料的制备方法，其特征在于，在氮气氛围内进行煅烧的温度梯度为250度保温1小时，450度保温2小时，600度保温2小时，升温速率均为1度每分钟。

技术总结
本发明公开了一种空气净化活性炭吸附材料的制备方法，将高粱粉与氯化锌混合均匀后，加入到冷水中，打浆均匀后，搅拌状态下，加热至90-100度，加入氢氧化钠，敞口保温2-4小时，停止搅拌后，加热至150-160度，保温2-4小时，凝固后，冷却，将凝固后的物料切成相同的尺寸，放入高温炉中，在氮气氛围内进行煅烧，煅烧后将物料放入10％的盐酸水中，加热至60℃，缓慢震荡洗涤，然后用清水漂洗至中性烘干即可。然后用清水漂洗至中性烘干即可。


技术研发人员：秦艳华
受保护的技术使用者：桐源（上海）网络技术有限公司
技术研发日：2020.05.06
技术公布日：2021/11/8