顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料的配方及制備工藝，屬于吸附催化與空氣污染治理技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于以沸石、海泡石、多孔活性炭材料、堇青石或自制載體為催化劑載體，以一種或幾種非貴金屬氧化物為活性組分以及含氮有機(jī)助劑，采用浸漬法制備而成，所述催化劑為柱形顆粒狀，所述非貴金屬氧化物負(fù)載量為12~15wt%，含氮有機(jī)助劑含量為2.0~4.0wt%。該材料在常溫常濕條件下可一體式高效吸附凈化空氣中的甲醛、TVOC、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫和氨氣，綜合凈化率不低于95%，適合于如辦公室、寫字樓、起居室、商場(chǎng)、醫(yī)院、酒店等場(chǎng)所的一體式空氣凈化處理。
【專利說明】
顆粒狀非責(zé)金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明為一種顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料的制備，設(shè)及吸附催 化與空氣污染治理技術(shù)領(lǐng)域，屬于多種非貴金屬氧化物間協(xié)同吸附催化多種空氣中的氣態(tài) 污染物。
【背景技術(shù)】
[0002] 70年代W來，在西方發(fā)達(dá)國家，生活和工作在舒適的建筑物中的人們通常被不明 原因的病癥所困擾，頭痛、眼干W及頭暈惡屯、，注意力難W集中和對(duì)氣味敏感等等，而一旦 離開所處的建筑物不久，運(yùn)些難W承受的現(xiàn)象就會(huì)自動(dòng)消失掉，研究者將其稱之為"致病建 筑綜合癥"（SBS)。通過各國學(xué)者持續(xù)不斷的跟蹤測(cè)試，終于發(fā)現(xiàn)運(yùn)種病癥的幕后黑手就是 室內(nèi)空氣污染。
[0003] 室內(nèi)空氣污染物按其性質(zhì)可W分為非生物污染與生物及微生物污染兩類。非生物 污染物其自身又包括了很多種污染物，又可W將其分為物理污染物和化學(xué)污染物等。物理 性污染主要指由室內(nèi)外地基、建筑材料所產(chǎn)生的放射性污染和室內(nèi)外的噪聲、室內(nèi)家電設(shè) 備的磁福射等。而化學(xué)污染物由建筑材料、裝飾材料、家用化學(xué)品、香煙霧W及燃燒產(chǎn)物等 產(chǎn)生。除此W外，室內(nèi)還存在粉塵和可吸入顆粒物（PM2.5，PM10)等的污染。生物及微生物 污染指由生活垃圾、空調(diào)、室內(nèi)花弁、寵物、地毯、家具等產(chǎn)生的污染，包括細(xì)菌、病菌、塵蛾 等。
[0004] 化學(xué)性污染主要來自室內(nèi)裝演、家具、廚具、餐具、玩具、清潔劑、消毒劑、殺蟲噴霧 劑、煤氣熱水器、化妝品、某些蚊香、煙草、廚房油煙、煤煙、氣體燃料、日用垃圾等等物品。它 們會(huì)散發(fā)出甲苯、二甲苯、醋酸乙醋、甲苯二乙氯酸醋、氯乙締、甲醒等揮發(fā)性有機(jī)物和氨、 一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳、二氧化硫等無機(jī)化合物。運(yùn)些對(duì)人體健康都有危害。醫(yī)學(xué) 研究表明，對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)可導(dǎo)致上呼吸道刺激癥狀，如鼻干發(fā)癢、堵塞流涕、打噴 曖、嗅覺下降、咽喉燒灼感或異物感，甚至咳嗽聲啞。隨著局部呼吸道粘膜免疫調(diào)節(jié)異常和 吞隧、清除病毒、細(xì)菌等異物的功能下降，很容易誘發(fā)下呼吸道即氣管、支氣管及肺部的炎 癥反應(yīng)和感染，累及整個(gè)呼吸系統(tǒng)。尤其是芳香控類等兩種W上化學(xué)物質(zhì)蓄積時(shí)，可致中毒 癥狀，不僅損傷局部粘膜，還可能出現(xiàn)耳鼻咽喉的異常表現(xiàn)，進(jìn)而影響全身。 陽〇化]生物性污染主要來自寄生于地毯、沙發(fā)、被稱、衣物、毛絨玩具中的蛾蟲及其它細(xì) 菌；家庭飼養(yǎng)的花鳥魚蟲和貓狗寵物中的病原微生物、寄生蟲等。來自于室塵、地毯、鳥獸 羽毛W及枕頭、被稱等床上用品中的蛾蟲、真菌在醫(yī)學(xué)上稱為過敏原，?？梢l(fā)人體過敏反 應(yīng)，最常見的是過敏性鼻炎和過敏性皮膚病。
[0006] 目前室內(nèi)空氣污染治理，最有效的方法還是使用空氣凈化器，其可快速高效的去 除室內(nèi)常見污染物?？諝鈨艋髦杏卸喾N不同的技術(shù)和介質(zhì)，常用的空氣凈化技術(shù)有：肥PA 高效過濾技術(shù)、靜電集塵技術(shù)；低溫非對(duì)稱等離子體空氣凈化技術(shù)、負(fù)離子技術(shù)、負(fù)氧離子 技術(shù)、活性氧技術(shù)；吸附技術(shù)、分子絡(luò)合技術(shù)、光催化技術(shù)、催化氧化技術(shù)等；而主要的凈化 材料有：肥PA濾網(wǎng)，Ti化光觸媒、活性炭及其纖維、貴金屬催化劑、高儘酸鐘、凈化噴劑等。 目前肥PA濾網(wǎng)基本可滿足室內(nèi)除塵的需求，而對(duì)于室內(nèi)氣態(tài)污染物和微生物污染治理方 式則各有不同效果也千差萬別，且廠家大都采用多模塊拼裝方式，如殺菌模塊+活性炭吸 附模塊+光催化模塊等，市面上多功能一體式空氣污染處理材料并未見相關(guān)報(bào)道。作為凈 化器最核屯、的凈化材料，現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道則大都針對(duì)單一功能進(jìn)行材料開發(fā)，如除甲醒催化 氧化材料，苯催化氧化材料，TVOC光催化材料等，高效殺菌材料等。同時(shí)，各種有害氣體的 技術(shù)和產(chǎn)品都存在一定的局限性，所W需要研制、開發(fā)出一體式空氣污染處理材料，使用簡(jiǎn) 單，可長(zhǎng)期有效的凈化去除空氣中的甲醒、苯、甲苯、二甲苯、氨氣、臭氧、TVOC、硫化氨、二氧 化氮和二氧化硫等有毒有害氣體，不需要紫外光，成本較低，無二次污染，凈化效果顯著持 久，從而全面提高室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為一種顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料的制備，W多孔性吸 附無機(jī)材料為催化劑載體，所述的催化劑載體進(jìn)行酸處理，配制10%硝酸和10%雙氧水的混 合溶液，將上述載體浸潰其中8 h，取出后于80-120乂干燥，同時(shí)W-種或幾種非貴金屬氧 化物為活性組分，及含氮有機(jī)助劑，采用浸潰法制備，通過混料、攬拌、擠壓成型、陳化、干燥 和賠燒，得到柱形顆粒狀產(chǎn)物，得到顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。該材 料在常溫常濕條件下可一體式高效吸附凈化空氣中的甲醒、TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、 二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣，綜合凈化率不低于95%，適合于如辦公室、寫字樓、起居 室、商場(chǎng)、醫(yī)院、酒店等場(chǎng)所的一體式空氣凈化處理。
[0008] 所述的多孔性吸附無機(jī)材料為沸石、海泡石、多孔性炭材料、堇青石的一種或者幾 種的混合。
[0009] 所述的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，W-種或幾種非貴金屬氧 化物為活性組分，如氧化儀、氧化侶、氧化娃、氧化儘、氧化鐵、氧化鉆、氧化儀、氧化銅、氧化 鋒、氧化錯(cuò)、氧化銅或氧化姉中的一種或幾種混合。
[0010] 所述浸潰法W金屬硝酸鹽或醋鹽為原料，配制成一定濃度的金屬鹽溶液，并將上 述載體浸潰其中3~6 h，取出干燥、賠燒所得，所述非貴金屬氧化物負(fù)載量為12~15wt%。
[0011] 所述的含氮有機(jī)助劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鋼鹽、乙二胺四乙酸二鐘 鹽、聚氨醋單體、聚酷胺單體、精氨酸、賴氨酸及組氨酸的一種或幾種，含量為2. 0~4. Owt%。
[0012]
【具體實(shí)施方式】
[0013] W下通過實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明： 實(shí)施例1 準(zhǔn)確稱取51 g氧化娃、35 g氧化侶和14g氧化儀，混合攬拌均勻，并添加 lOg高嶺±， l.Og簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油和一定量的水，攬拌成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，經(jīng)24 h 陳化，80乂，4 h干燥，1350 °C，4 h高溫賠燒獲得堇青石柱形顆粒狀載體；將上述蜂窩狀堇青 石載體浸潰于含有10%的硝酸溶液中2 h，取出后經(jīng)60乂，2 h干燥即可。根據(jù)該載體吸水 率，配制一定濃度的硝酸儘和硝酸銅混合溶液，將上述載體浸潰于該溶液中地，取出后自然 驚干，并與80°C，化干燥，與500°C，4h空氣氣氛賠燒，制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣 凈化復(fù)合材料。
[0014] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。 陽〇1引實(shí)施例2 準(zhǔn)確稱取51 g氧化娃、35 g氧化侶和14g氧化儀，混合攬拌均勻，并添加 lOg高嶺±， l.Og簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油和一定量的水，攬拌成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，經(jīng)24 h 陳化，80°C，4h干燥，1350乂，地高溫賠燒獲得柱形顆粒狀載體；將上述蜂柱形顆粒狀載體浸 潰于含有10%的硝酸溶液中化，取出后經(jīng)l〇〇°C，Ih干燥即可。根據(jù)該載體吸水率，配制一 定濃度的正娃酸四乙醋和硝酸儀混合溶液，將上述載體浸潰于該溶液中6h，取出后自然驚 干，并與l〇〇°C，比干燥，與250乂，6 h空氣氣氛賠燒，制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣 凈化復(fù)合材料。
[0016] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。
[0017] 實(shí)施例3 準(zhǔn)確稱取100 g沸石粉末，添加20 g高嶺±，1.5 g簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油和 一定量的水，混合攬拌均勻成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，經(jīng)24 h陳化，80°C，地干燥，50(TC， 地高溫賠燒即可；將上述柱形顆粒狀沸石載體浸潰于含有10%雙氧水溶液中4h，取出后于 80乂，化干燥即可；根據(jù)該載體吸水率，配制一定濃度的硝酸銅和硝酸鐵混合溶液，將上述 載體浸潰于該溶液中化，取出后自然驚干，并與60乂，化干燥，與350乂，化空氣氣氛賠燒， 制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。
[0018] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。
[0019] 實(shí)施例4 準(zhǔn)確稱取100 g海泡石粉末，添加20 g高嶺±，1.5 g簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油 和一定量的水，混合攬拌均勻成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，陳化2地，80乂，地干燥，600°C，6h 高溫賠燒即可；將上述柱形顆粒狀沸石載體浸潰于含有10%硝酸和10%雙氧水混合溶液中 6h，取出后于800°C，化干燥即可；根據(jù)該載體吸水率，配制一定濃度的硝酸姉和硝酸錯(cuò)混合 溶液，將上述載體浸潰于該溶液中地，取出后自然驚干，并與80乂，化干燥，與300乂，4h空 氣氣氛賠燒，制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。
[0020] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。
[0021] 實(shí)施例5 準(zhǔn)確稱取80 g活性炭和20 g海泡石粉末，添加15 g高嶺±，1.5 g簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油和一定量的水，混合攬拌均勻成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，陳化2地，80乂，4h干燥， 并與氮?dú)鈿夥障?00乂，4h賠燒；將上述柱形顆粒狀載體浸潰于含有10%的硝酸和10%雙氧 水混合溶液中地，取出后于8°C，化干燥。根據(jù)該載體吸水率，配制一定濃度的硝酸鉆和 硝酸侶混合溶液，將上述載體浸潰于該溶液中池，取出后自然驚干，并與80°C，比干燥，與 200乂，化氮?dú)鈿夥諚l件下賠燒，制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。
[0022] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。
[0023] 實(shí)施例6 準(zhǔn)確稱取80 g活性炭和20 g海泡石粉末，添加15 g高嶺±，1.5 g簇甲基纖維素，0.5 ml石蠟油和一定量的水，混合攬拌均勻成泥狀，擠壓成柱形顆粒狀，陳化2地，80乂，4h干燥， 并與氮?dú)鈿夥障?00乂，4h賠燒；將上述柱形顆粒狀載體浸潰于含有10%的硝酸和10%雙氧 水混合溶液中地，取出后于8°C，化干燥。根據(jù)該載體吸水率，配制一定濃度的硝酸儀和 硝酸鋒混合溶液，將上述載體浸潰于該溶液中化，取出后自然驚干，并與80°C，化干燥，與 400°C，化氮?dú)鈿夥諚l件下賠燒，制得顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。
[0024] 取制得的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料500 g填于蜂窩板內(nèi)，蜂 窩板裝于自制凈化器中，風(fēng)量300 m3/h，進(jìn)風(fēng)速度1.5 m/s，于30 m3國家標(biāo)準(zhǔn)凈化倉內(nèi)測(cè) 試，溫度18~22 °C，濕度50~80% RH，污染物釋放濃度為國標(biāo)允許濃度的8~12倍，甲醒、 TV0C、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、硫化氨和氨氣去除效率測(cè)試周期為比， 凈化效果見表1。 陽0巧] 表1國標(biāo)30m3艙內(nèi)材料常溫去除常見污染物性能
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，其特征在于：以多孔性吸附無 機(jī)材料為催化劑載體，所述的催化劑載體進(jìn)行酸處理，配制10%硝酸和10%雙氧水的混合溶 液，將上述載體浸漬其中8h，取出后于80-120°C干燥，同時(shí)以一種或幾種非貴金屬氧化物 為活性組分，及含氮有機(jī)助劑，采用浸漬法制備，通過混料、攪拌、擠壓成型、陳化、干燥和焙 燒，得到柱形顆粒狀產(chǎn)物，得到顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料。2. 如權(quán)利要求1所述的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，其特征在于： 所述的多孔性吸附無機(jī)材料為沸石、海泡石、多孔性炭材料、堇青石的一種或者幾種的混 合。3. 如權(quán)利要求1所述的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，其特征在于： 以一種或幾種非貴金屬氧化物為活性組分，如氧化鎂、氧化鋁、氧化硅、氧化錳、氧化鐵、氧 化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鋯、氧化鑭或氧化鈰中的一種或幾種混合。4. 如權(quán)利要求1所述的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，其特征在于： 所述浸漬法以金屬硝酸鹽或酯鹽為原料，配制成一定濃度的金屬鹽溶液，并將上述載體浸 漬其中3~6 h，取出干燥、焙燒所得，所述非貴金屬氧化物負(fù)載量為12~15wt%。5. 如權(quán)利要求1所述的顆粒狀非貴金屬高效一體式空氣凈化復(fù)合材料，其特征在于： 所述的含氮有機(jī)助劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉鹽、乙二胺四乙酸二鉀鹽、聚氨酯 單體、聚酰胺單體、精氨酸、賴氨酸及組氨酸的一種或幾種，含量為2. 0~4. Owt%。
【文檔編號(hào)】B01J31/26GK105833842SQ201510016164
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】杜峰
【申請(qǐng)人】江蘇瑞豐科技實(shí)業(yè)有限公司