一种用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法，该吸附材料包括以下重量份的原料组分：活性炭100重量份；有机分子前驱体5-200重量份；所述吸附材料的比表面积为800-2000m2/g，孔容为1.5-3.0cm3/g。具有以下优点：(1)吸附材料的制备方法操作简单，合成过程绿色，原料利用率高；(2)制备吸附材料的各原料价廉易得，从而降低了吸附材料的制备成本，易推广；(3)制备得到的吸附材料可有效用于气相苯系物的吸附消除，具有苯系物吸附效率高和吸附容量大的优点；(4)吸附材料易于回收，而且经过简单处理即可完全脱附而重复利用。
【专利说明】-种用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于苯系物气体净化消除【技术领域】，具体涉及一种用于苯系物气相消除的 吸附材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 芳香化合物，尤其是苯和甲苯，均属于重要的有机化合物，无论是作为原材料还是 充当溶剂，都具有极其重要的用途。随着近年来化学工业的发展，W苯和甲苯为原料或者中 间体的产品在人们的衣食住行中发挥了极其重要的作用。然而，不可忽略的是，苯和甲苯同 时具有挥发性极强、易燃、剧毒、致癌和诱变等性质，在使用过程中会自然挥发，可见，如果 处置不当发生泄露无疑会对人类身体健康和生态环境造成巨大的破坏。
[0003] 据统计，很大比例的农药均含有苯系物（苯、甲苯或其衍生物），在杀虫除害的同 时不可避免地会挥发到大气中。人们生活中的很多器件均是由塑料、树脂等材料制备，在使 用的过程中也会挥发出一定量的苯系物及其衍生物等有害物质。现代装修所用的油漆、涂 料等装演材料更是绝大部分也含有苯/甲苯，在美化家居的同时，也对人们的身体健康状 况带来巨大的威胁。
[0004] 目前解决苯/甲苯污染的途径很多，一般根据泄露的程度不同选择吸附、坑埋、覆 盖、蒸汽分解等方法。但对于气相泄露，最行之有效的方法是采用吸附材料进行吸附。
[0005] 目前，吸附材料多为改性分子筛、高分子树脂，氧化物和活性炭等。如专利CN 101875005 A公开了苯己帰-二己帰基苯共聚物复合材料用于苯吸附，但是，该种吸附材 料需要繁杂的制备工艺，并且，在制备过程中，需要膳的衍生物和巧喃等剧毒物质作为添加 齐U。专利CN 102274703 A公开了利用废弃活性氧化铅进行苯吸附应用，虽然具有环保性， 但其对苯的吸附效率非常有限。
[0006] 活性炭由于其成本低、效率高、重复性好等特点颇受大家青睐。目前市场供应 的商业活性炭种类繁多，吸附性能较好的挪壳活性炭，其苯系物的吸附容量一般介于 100-250mg/g之间，而且面临高额的成本。而资源丰富，形状可调的煤质活性炭面临着吸附 容量较低（一般<150mg/g)的问题。因此，如何通过简单、绿色、环保的手段大幅增加商业 活性碳的吸附容量和吸附效率，具有重要的实际应用价值。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料及其 制备方法，用W解决上述问题。
[0008] 本发明采用的技术方案如下：
[0009] 本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料，包括W下重量份的原料组分：
[0010] 活性炭 100重量份
[0011] 有机分子前驱体5-200重量份；
[001引其中，所述吸附材料的比表面积为800-2000mVg，孔容为1. 5-3. OcmVg。
[0013] 优选的，包括W下重量份的原料组分：
[0014] 活性炭 100重量份
[0015] 有机分子前驱体100重量份；
[0016] 其中，所述吸附材料的比表面积为1500mVg，孔容为2. OcmVgD
[0017] 优选的，所述活性炭为具有不同形状和粒径的煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性 炭或渐青基活性炭。
[0018] 优选的，所述有机分子前驱体为碳氨化合物、芳香化合物或生物质中的一种或几 种。
[0019] 优选的，所述碳氨化合物包括巧樣酸、酒石酸、玻巧酸、己二酸、抗坏血酸、藏糖和 葡萄糖；所述芳香化合物包括邻苯二酷、间苯二酷和对苯二酷；所述生物质包括明胶、阿拉 伯胶、琼脂和纤维素。
[0020] 本发明还提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，包括W下步骤：
[0021] SI,称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸觸水中，得到均一稳定的有机分 子分散液；
[0022] S2,称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入Sl得到的有机分子分 散液中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭 的微孔中，经过时间Tl后过滤，滤出活性炭；
[0023] S3,对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物；
[0024] S4,对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行赔烧处理，得到改性活性炭，该改性 活性炭即为最终制备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。
[00巧]优选的，Sl中，有机分子前驱体溶解到蒸觸水的方法为：
[0026] 在超声场作用下，使有机分子前驱体充分溶解到蒸觸水中；其中，超声场功率为： 300瓦-3000瓦；超声场作用时间为：5-60分钟；或者
[0027] 在加热条件下揽拌，使有机分子前驱体充分溶解到蒸觸水中；其中，加热温度为： 30-6(TC ;加热时间为：5-60分钟。
[0028] 优选的，S2中，在过滤出活性炭后，滤液作为回收的有机分子分散液，可重复利用 2-10 次。
[002引优选的，Sl中，有机分子分散液的质量浓度为；1% -50% ;
[0030] S2中，涂刷处理的操作时间即Tl为10-60分钟；
[003。 S3中，干燥处理的温度为50-110。干燥时间为6-12小时；
[0032] S4中，赔烧温度为150-45(TC，培烧时间为5-300分钟。
[0033] 优选的，Sl中，有机分子分散液的质量浓度为；10% -30% ;
[0034] S2中，涂刷处理的操作时间即Tl为20-40分钟；
[003引 S3中，干燥处理的温度为80-100。干燥时间为8-10小时；
[0036] S4中，赔烧温度为250-35(TC，培烧时间为20-60分钟。
[0037] 本发明提供的用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法，具有W下优点：
[0038] (1)吸附材料的制备方法操作简单，合成过程绿色，原料利用率高；
[0039] (2)制备吸附材料的各原料价廉易得，从而降低了吸附材料的制备成本，易推广；
[0040] (3)制备得到的吸附材料可有效用于气相苯系物的吸附消除，具有苯系物吸附效 率高和吸附容量大的优点；
[0041] (4)吸附材料易于回收，而且经过简单处理即可完全脱附而重复利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 图1为本发明提供的进行吸附试验时采用的吸附装置的结构示意图；
[0043] 其中，1-吸附管；2-含有苯或甲苯的试剂瓶。
【具体实施方式】
[0044] 本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，包括W下步骤：
[0045] SI,称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸觸水中，得到均一稳定的有机分 子分散液；
[0046] S2,称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入Sl得到的有机分子分 散液中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭 的微孔中，经过时间Tl后过滤，滤出活性炭；
[0047] S3,对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物；
[0048] S4,对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行赔烧处理，得到改性活性炭，该改性 活性炭即为最终制备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。
[0049] 采用上述制备方法，改变制备的具体工艺参数和原料种类，分别进行实施例1-14， 实施例1-14的具体工艺参数W及制备得到的吸附材料的性质参见表1和表2 :
[0050] 其中，表1和表2中，各吸附材料对含苯系物的吸附容量采用W下方法测量：
[0051] 吸附试验采用的吸附装置如图1所示。
[0052] 吸附试验操作方法为：
[0053] (1)首先将吸附管干燥后进行称量，得到吸附管净重，记为m。；
[0054] (2)将吸附材料装入吸附管后进行称量，得到吸附管和未吸附的吸附材料总重，记 为叫；
[0055] (3)将装有吸附材料的吸附管安装在图1所示的吸附装置上，在试剂瓶2中盛装含 苯系物，然后接通气路，使含苯系物的气体连续通过吸附管，每隔IOmin取样并使用气象色 谱仪分析，绘制穿透曲线。待吸附材料吸附饱和后，取下吸附管并称量，得到吸附管和吸附 饱和后的吸附材料总重，记为m2。
[0056] 吸附材料的吸附量采用W下公式计算：
【权利要求】
1. 一种用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料组分： 活性炭 100重量份 有机分子前驱体 5-200重量份； 其中，所述吸附材料的比表面积为800-2000m2/g，孔容为1. 5-3. 0cm3/g。
2. 根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，包括以下重 量份的原料组分： 活性炭 100重量份 有机分子前驱体 100重量份； 其中，所述吸附材料的比表面积为1500m2/g，孔容为2. 0cm3/g。
3. 根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述活性炭 为具有不同形状和粒径的煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性炭或浙青基活性炭。
4. 根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述有机分 子前驱体为碳氢化合物、芳香化合物或生物质中的一种或几种。
5. 根据权利要求4所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述碳氢化 合物包括柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、乙二酸、抗坏血酸、蔗糖和葡萄糖；所述芳香化合物包括 邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚；所述生物质包括明胶、阿拉伯胶、琼脂和纤维素。
6. -种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸馏水中，得到均一稳定的有机分子分 散液； 52, 称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入S1得到的有机分子分散液 中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭的微 孔中，经过时间T1后过滤，滤出活性炭； 53, 对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物； 54, 对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行焙烧处理，得到改性活性炭，该改性活性 炭即为最终制备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。
7. 根据权利要求6所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S1中，有机分子前驱体溶解到蒸馏水的方法为： 在超声场作用下，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，超声场功率为：300 瓦-3000瓦；超声场作用时间为：5-60分钟；或者 在加热条件下搅拌，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，加热温度为： 30-60°C ;加热时间为：5-60分钟。
8. 根据权利要求6所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S2中，在过滤出活性炭后，滤液作为回收的有机分子分散液，可重复利用2-10次。
9. 根据权利要求6所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S1中，有机分子分散液的质量浓度为：1% -50% ; S2中，涂刷处理的操作时间即T1为10-60分钟； S3中，干燥处理的温度为50-1KTC，干燥时间为6-12小时； S4中，焙烧温度为150-450°C，培烧时间为5-300分钟。
10. 根据权利要求9所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S1中，有机分子分散液的质量浓度为：10% -30 % ; S2中，涂刷处理的操作时间即T1为20-40分钟； S3中，干燥处理的温度为80-KKTC，干燥时间为8-10小时； S4中，焙烧温度为250-350°C，培烧时间为20-60分钟。
【文档编号】B01J20/30GK104258815SQ201410543110
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】钱苏晋, 刘钢, 张文祥, 耿龙龙 申请人:北京恒泰实达科技股份有限公司