一种具有水果清香的高效甲醛吸附剂的制作方法

本发明涉及一种甲醛气体的吸附剂，尤其涉及一种具有水果清香的高效甲醛吸附剂的制备方法。

背景技术：

随着近年来生活水平的提高，人们对居室装修也日益关注，而甲醛污染就主要表现在各种建筑材料、家具、人造板材和合成纺织品中，甲醛气体也进入了人们的生活，当甲醛达到一定的浓度后,会对人体产生诸多危害。

据近几年市环保局监测站提供的检测数据，居室甲醛含量已严重超标，含量超标的甲醛会对人皮肤的刺激、人体的致敏、体内基因突变等有重要影响，高浓度的甲醛严重危害人体，还会引起癌症。

另外，橘子皮、柚子皮是现在在生活中大量被遗弃，只有约1%的橘子皮用于药用，柚子皮大量的被丢弃，也对环境造成了严重污染。

时下各国对甲醛的吸附处理一般采用植物吸附、活性炭吸附、硅藻纯吸附等。但一般植物在白天吸附甲醛，晚上又会放出二氧化碳，并且是否会释放出甲醛尚不能确定；活性炭吸附效果较差，操作费用和原材料成本较高，并且易产生二次污染；硅藻纯的生产成本较高。所以不能得到广泛的生产和利用。

生物吸附作为处理甲醛污染的一项新技术，利用某些生物体本身化学结构及成分特性, 吸附空气中的污染物，这种处理含甲醛的方法以其高效、廉价的优点逐渐引起人们的兴趣，因此，运用生物吸附剂去除空气中甲醛的研究受到广泛关注。目前该领域研究者多以活性炭作为研究对象，并取得一定成果。王文超以活性炭和高锰酸钾为原料，通过超声促进浸渍和氮气气氛热处理制备了负载锰氧化物的活性炭，结果表明负载锰氧化物的活性炭表面不仅发生了化学吸附和催化氧化作用，而且还将活性炭表面的部分醌型羰基还原成酚羟基。张浩、王海博等的自制甲醛吸附剂，其甲醛吸附容量为22.2mg/g,是活性炭的2.8倍，结果表明四种滤网对甲醛去除效率最高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有水果清香的高效甲醛吸附剂的制备方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种环保的原生态绿色生物吸附剂的制备方法，工艺流程为：材料→洗涤→干燥→剪切→浸泡→过滤、清洗滤渣→干燥→成品；具体步骤如下：

取样：选取新鲜橘子皮、柚子皮为材料，并冲洗干净；

干燥：将洗净的材料置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥至恒重；

剪切：将干燥后的橘子皮、柚子皮用剪刀剪成3-5cm长度的小段；

浸泡：材料在NaOH浓度和无水乙醇某一比例条件下进行浸泡16-20h；

过滤、清洗滤渣：将材料渣过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性；

干燥：将漂洗至中性的滤渣置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥12-36h。

橘子皮作为优选方案：NaOH加入量58mL。

橘子皮作为优选方案：无水乙醇加入量98.21mL。

橘子皮作为优选方案：NaOH浓度为0.58 mol/L。

柚子皮作为优选方案：NaOH加入量75mL。

柚子皮作为优选方案：无水乙醇加入量86.22mL。

柚子皮作为优选方案：NaOH浓度为0.6 mol/L。

本发明中橘子皮渣、柚子皮渣主要成分是具备网状结构的纤维素，纤维素本身具有很好另外经过NaOH等化学物处理后橘子皮渣、柚子皮渣中存在多种有机物质，不仅存在物理吸附，还存在化学吸附。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用生活中常见的废弃物：橘子皮渣、柚子皮渣来作为一种新型原生态的生物吸附材料，应用响应面实验组合设计对甲醛吸附率进行系统研究，以优化甲醛的吸附条件，并通过与传统的活性炭、硅藻纯、绿色观叶植物（吊兰、芦荟）等吸附试验研究对比，取得了一定的成果；因而，为甘蔗皮资源应用提供理论基础，为有效净化空气中甲醛污染提供参考；若能投入生产将会实现废物资源再利用，取得以废治废的双赢局面，对实现经济循环发展和保护环境均有积极意义。

附图说明

图1为相同条件下优化处理的橘子皮渣、柚子皮渣与活性炭、硅藻纯、绿色观叶植物对甲醛吸附率的比较图。

图2为优化柚子皮渣对甲醛的吸附率与芦荟，吊兰，活性炭，硅藻纯对甲醛吸附率的对比图。

图3为皂化橘子皮的红外光谱图。

图4为皂化柚子皮红外光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

一种环保的原生态绿色生物吸附剂的制备方法，工艺流程为：材料→洗涤→干燥→剪切→浸泡→过滤、清洗滤渣→干燥→成品；

具体步骤如下：

取样：选取市水果批发市场和自助餐馆常见的、免费即可获得的橘子皮作为材料，然后冲洗干净；

干燥：将洗净的材料置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥至恒重；

剪切：将干燥后的橘子皮、柚子皮用剪刀剪成3-5cm长度的小段；

浸泡：材料在NaOH浓度和无水乙醇某一比例条件下进行浸泡16-20h；

过滤、清洗滤渣：将材料渣过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性；

干燥：将漂洗至中性的滤渣置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥24h；即得生物吸附剂。

实施例1

取新鲜橘子皮，并冲洗干净，将洗净上述的材料置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥时间程度，干燥后干燥后的橘子皮、柚子皮用剪刀剪成3-5cm长度的小段留作下一步处理。取NaOH无水乙醇配置浸泡液，将处理后的橘子皮放置于浸泡液浸泡16-20h，充分浸泡后将材料渣过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性，最后将将漂洗至中性的滤渣置于60-70℃、6.67×102Pa恒温干燥箱中干燥12-36h。即可作为成品使用

下面通过对比实验验证该生物吸附剂对甲醛的吸附效果。

（1）稀释高浓度的甲醛溶液，滴加3滴至培养皿中，放入密闭的试验箱中，使试验箱中的甲醛浓度均为国家安全标准的15—25倍；

（2）分别通过单因素实验获得氢氧化钠加入量、无水乙醇加入量、氢氧化钠浓度三个因素的最佳吸附点；

（3）相同条件下与活性炭吸附结果对比；

（4）采用三因素三水平实验组合设计方法进行试验；

（5）利用design expert8.0.6软件对三因素三水平组合设计试验结果进行拟合，获得氢氧化钠加入量（X₁）、无水乙醇加入量（X₂）、氢氧化钠浓度（X₃）对吸附率（Y）的正交模型；

（6）采用扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）观测研究材料渣对居室甲醛的吸附机理。

本实验选用的仪器有：S-4800扫描电镜（日本日立公司）、TENSOR 27傅里叶红外光谱仪（德国 布鲁克（Bruker）公司）。

试剂有：橘子皮、柚子皮、蒸馏水 自制；氢氧化钠、过氧化氢。

在相同条件下，通过与活性炭对比得出吸附剂的吸附效果。

橘子皮、柚子皮与活性炭、硅藻纯、绿色观叶植物（芦荟、吊兰）的吸附对比试验：在相同条件下，优化处理的橘子皮渣、柚子皮渣对甲醛的吸附效果均大于活性炭、硅藻纯和绿色观叶植物，其中硅藻纯的吸附效果仅次于优化橘子皮渣，绿色观叶植物对甲醛虽有一定的吸附效果，但吸附效率不高。造成此结果的原因可能是它们的吸附机理不同。活性炭、硅藻纯的特性决定了其对甲醛的吸附属物理吸附，橘子皮渣、柚子皮渣主要成分是纤维素，纤维素本身具有很好的网状结构，另外经过NaOH等化学物处理后橘子皮渣、柚子皮渣中存在多种有机物质，不仅存在物理吸附，还存在化学吸附。

在皂化橘子皮、柚子皮中意NaOH:无水乙醇比例设置梯度，以NaOH浓度为梯度进行单因素方差分析，得出最优。

相同条件下的橘子皮渣、柚子皮渣对甲醛的吸附能力在一定程度上优于活性炭、硅藻纯，则以此作为吸附剂去处理居室内的甲醛，就克服了目前处理居室甲醛的去除效果较差、易产生二次污染和因操作费用和原材料成本过高等缺点。此外，该试验对原生态的生物材料作为吸附剂的吸附机理的探究有一定帮助。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。