一种高效去除空气污染物的活性炭纤维的改性方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效去除空气污染物的活性炭纤维的改性方法，该方法是以活性炭纤维为基材，置于由二氯异氰脲酸钠、过硫酸钠、高锰酸钾、六次甲基四胺、硫酸铵的一种或多种配制成一定浓度的改性溶液中，调节pH值，在一定温度下超声波振荡一定时间；在烘箱内以一定温度干燥一定时间，自然冷却即可。本发明简单易行、设备材料少、费用低等优点。经试验，采用本发明所得产品可高效去除空气中甲醛等有害气体，去除周期短，去除率比改性前提高54.1%，连续使用48h后去除率比改性前提高80%以上，可广泛应用于毒气和有害气体防护、室内空气净化等领域，具有非常广阔的应用前景。
【专利说明】一种高效去除空气污染物的活性炭纤维的改性方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有毒有害气体防护及过滤领域，具体是一种高效去除空气污染物的活性炭纤维(ACF)的改性方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由甲醛等空气污染物引起的污染越来越受到人们的关注。其中，甲醛因污染范围广、污染浓度高、危害性大而被列为室内首要污染物，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，也是潜在的强致突变物之一，已成为危害人类健康安全的突出问题，其污染防治技术也成为全球高度关注的热点。
[0003]活性炭纤维(ACF)是一种由原料纤维硬化、活化制备而成的材料，具有较高的比表面积和丰富的微孔，能有效地吸附各种无机物和有机化合物，但由于其表面呈非极性，对甲醛等极性分子的吸附有限，且容易解吸。通常对其进行改性处理，目前主要有化学浸溃、负载光催化剂、高温水蒸气等改性方法，但各有缺陷而限制其应用。高温水蒸气法工艺复杂、工序多、成本高；负载光催化剂方法存在反应条件苛刻、需紫外或可见光、且容易失活等缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能对 气态甲醛等空气污染物实现高效吸附、去除的活性炭纤维的改性方法，该方法具有简单易行、成本低的优点，而且具有较好的去除效果、使用寿命长等特点。
[0005]实现本发明目的的技术方案是:
一种高效去除空气污染物的活性炭纤维(ACF)的改性方法，包括以下步骤:
(1)按需求尺寸裁剪活性炭纤维，使用去离子水清洗广6次，之后用稀盐酸清洗，再用去离子水反复清洗之后置于100°c下通风干燥，冷却后备用；
(2)取一定量的改性剂于改性容器中，与蒸馏水配制成浓度为0.05^2mol/L的溶液，然后加入少量稳定剂，混合均匀；
(3)将步骤(1)中准备好的活性炭纤维加入步骤(2)得到的改性溶液中；
(4)将改性容器置于超声波振荡器中，调节pH值为4、之间，水浴加热5(T100°C，开超声波振荡浸溃一定时间；
(5)取出步骤(4)所得的活性炭纤维于通风处晾干，放入烘箱中于8(T240°C保温
0.2~15h;自然冷却至室温即可。
[0006]步骤(2)所述的改性剂为二氯异氰脲酸钠、过硫酸钠、高锰酸钾、六次甲基四胺、硫酸铵的一种或多种的混合物。按摩尔比例1:0.05~1:0.01~0.1:0.05~0.5混合而成。
[0007]步骤(2)所述的稳定剂为乙二胺四乙酸或硅溶胶，添加量为0.01-10 wt %。
[0008]本发明的积极效果是:将化学浸溃法与超声波改性法有效结合，克服了化学浸溃法改性时间过长、负载不牢固等缺点；所制备的改性活性炭纤维实现了边吸附边降解甲醛等空气污染物，显著延长了活性炭纤维的使用寿命。本发明方法具有简单易行、设备材料少、费用低等优点，具有非常广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本
【发明内容】
作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
[0010]实施例1
将活性炭纤维裁剪成145mmX80mm的矩形，使用去离子水清洗3次，之后用稀盐酸清洗，再用去离子水反复清洗之后置于10(TC下通风干燥，冷却后备用；取一定量的改性剂于烧杯中配制成浓度为0.15mol/L的溶液，其中，改性剂为二氯异氰脲酸钠、高锰酸钾，摩尔比例1:0.08 ;然后加入0.02 wt %稳定剂乙二胺四乙酸，再将准备好的活性炭纤维加入其中；将上述浸溃装置放入超声波振荡器中，调节PH值为5，水浴加热至80°C，开超声波振荡浸溃0.5h ;取出后先于通风处晾干，然后放入烘箱中于80°C保温8h，自然冷却至室温。
[0011]经3次平行试验，使用Ih后，未改性ACF的甲醛去除率为38.2%，改性ACF的甲醛去除率为83.1%，提高了 44.9% ;连续使用48h后，未改性ACF的甲醛去除率为5%，改性ACF的甲醛去除率为73%，比改性前提高了 68%。
[0012]实施例2
将活性炭纤维裁剪成145mmX80mm的矩形，使用去离子水清洗4次，之后用稀盐酸清洗，再用去离子水反复清洗之后置于10(TC下通风干燥，冷却后备用；取一定量的改性剂于烧杯中配制成浓度为0.25mol/L的溶液，其中，改性剂为二氯异氰脲酸钠、硫酸铵，摩尔比例1:0.1 ;然后加入0.03 wt %稳定剂乙二胺四乙酸，再将准备好的活性炭纤维加入其中；将上述浸溃装置放入超声波振荡器中，调节PH值为6，水浴加热至85°C，开超声波振荡浸溃Ih ;取出后先于通风处晾干，然后放入烘箱中于85°C保温6h，自然冷却至室温。
[0013]经3次平行试验，使用Ih后，未改性ACF的甲醛去除率为38.2%，改性ACF的甲醛去除率为87.5%，提高了 49.3% ;连续使用48h后，未改性ACF的甲醛去除率为5%，改性ACF的甲醛去除率为76%，比改性前提高了 71%。
[0014]实施例3
将活性炭纤维裁剪成145mmX80mm的矩形，使用去离子水清洗5次，之后用稀盐酸清洗，再用去离子水反复清洗之后置于10(TC下通风干燥，冷却后备用；取一定量的改性剂于烧杯中配制成浓度为0.35mol/L的溶液，其中，改性剂为二氯异氰脲酸钠、六次甲基四胺，摩尔比例1:0.15 ;然后加入0.05 wt %稳定剂乙二胺四乙酸，再将准备好的活性炭纤维加入其中；将上述浸溃装置放入超声波振荡器中，调节PH值为7，水浴加热至90°C，开超声波振荡浸溃1.5h ;取出后先于通风处晾干，然后放入烘箱中于90°C保温4h，自然冷却至室温。
[0015]经3次平行试验，使用Ih后，未改性ACF的甲醛去除率为38.2%，改性ACF的甲醛去除率为92.3%，提高了 54.1% ;连续使用48h后，未改性ACF的甲醛去除率为5%，改性ACF的甲醛去除率为85%，比改性前提高了 80%。
【权利要求】
1.一种高效去除空气污染物的活性炭纤维的改性方法，其特征是:包括以下步骤: (1)按需求尺寸裁剪活性炭纤维，使用去离子水清洗广6次，之后用稀盐酸清洗，再用去离子水反复清洗之后置于100°c下通风干燥，冷却后备用； (2)取一定量的改性剂于改性容器中，与蒸馏水配制成浓度为0.05^2mol/L的溶液，然后加入少量稳定剂，混合均匀； (3)将步骤(1)中准备好的活性炭纤维加入步骤(2)得到的改性溶液中； (4)将改性容器置于超声波振荡器中，调节pH值为4、之间，水浴加热5(T100°C，开超声波振荡浸溃一定时间；(5)取出步骤(4)所得的活性炭纤维于通风处晾干，放入烘箱中于8(T240°C保温0.2~15h;自然冷却至室温即可。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征是:步骤(2)所述的改性剂为二氯异氰脲酸钠、过硫酸钠、高锰酸钾、六次甲基四胺、硫酸铵的一种或多种的混合物；按摩尔比例1:0.05~1:0.01 ~0.1:0.05~0.5 混合而成。
3.根据权利要求1所述的改性方法，其特征是:步骤(2)所述的稳定剂为乙二胺四乙酸或硅溶胶，添加量为0.01~10wt %。
4.用权利要求1-3之一所述的改性方法制备的能高效去除空气污染物的改性活性炭纤维。
【文档编号】B01J20/30GK103977762SQ201410202399
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】蒙冕武, 刘明登, 刘庆业, 邓希敏 申请人:广西师范大学