[发明专利]一种吸附和分解室内有害气体的吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附和分解室内有害气体的沸石吸附剂的制备方法、吸附剂和使用方法，更具体的说是一种吸附剂的制备方法、由此制备方法生产的吸附剂和使用该吸附剂的方法。使用此吸附剂可有效去除新装修的房屋、某些化工生产车间和电子生产车间的大量有害气体。

背景技术

装修污染被称为室内的“隐形杀手”，其中的有害物质对女性、儿童和老人的伤害更加严重。根据国标GB50325--2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》的规定，装修后室内的有害物质主要是：苯、甲醛、氨、氡和TVOC等物质。一般情况下，苯的潜伏期为半年以上，甲苯、二甲苯的潜伏期为1年以上，危害最大的甲醛的潜伏期能达到3～15年，挥发性有机化合物(TVOC)多指沸点在50～250的化合物，按其化学结构的不同，可以进一步分为七类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、醛类、酮类和其他类。非工业性的室内环境中，可以见到50～300种挥发性有机化合物。新装修的房屋内的这五类有害物质远远超标，严重危害人们的生命健康。

另外，我国各种职业病逐年增加，而长期接触化工产品产生的职业病人数占据很大的比例。一些电子生产车间经常使用化学溶剂，化学溶剂挥发到空气中造成环境污染；而许多化学品生产车间往往因为自然环境因素、厂房建筑不合理和来自其他生产过程散发的有害因素造成的生产环境污染。其中的许多有毒化学物质主要包括：有机溶剂类(苯、甲苯、二甲苯)；有毒气体(一氧化碳、氰化物、氨气、硫化氢、甲醛等气体)。

对于三苯(苯、甲苯、二甲苯)、甲醛和一些其他挥发性有机化合物造成的室内和车间的环境污染，最常使用加强通风的处理方法，通过自然的空气流通或利用机械通风增加空气流通，使有害物质自然挥发。由于有害物质的潜伏期较长，所以这种方法耗时较长。而在挥发的过程中，仍然不能避免产生危害；另外一种使用物理或化学吸附的方法进行污染治理。常用的各种净化器最大的区别是使用不同的净化材料，其中利用较多的是活性碳、臭氧、光触媒和沸石材料等。活性炭吸附是典型的物理吸附，对苯类化学物质吸附效果较好，但吸附达到饱和不再具有吸附能力时，就必须更换过滤材料；臭氧有强氧化性，是国际上公认的常用的物理治理方法，不易产生二次污染，但臭氧本身就会发出浓烈的恶臭，并且有致癌的可能；最常见的光触媒材料是二氧化钛，光触媒能有效降解空气中的主要污染成分：甲醛、苯、氨气、挥发性有机物，但可能在降解一些污染物后又产生新的污染物；沸石由于具有吸附性、离子交换性、和热稳定性，同时具有较大的比表面积，能够有效地去除有机物、氨氮化合物和硫化物，因此在吸附有害气体中具有较好的应用前景。

沸石的孔径分布均匀，且大多在10nm以下，与一般物质的分子大小相当，因而具有分子筛的选择吸附性。在沸石的构架中，阴离子晶格上的负电荷与平衡阳离子的正电荷中心在空间上是不重叠的，因此沸石内部具有较大的静电吸引力。正是由于这种静电力的关系，使得沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用。分子筛对分子的极性大小具有选择作用，极性越大越容易被极化的物质，就越容易被吸附。沸石具有高效吸附性，特别是对水、氨、硫化氢、二氧化碳等分子具有很强的亲合力。由于水分子的竞争吸附，使得沸石对于有害气体的吸附量减小，所以对于沸石的改性是一种必要的方法。

CN1319857C公开了一种高硅超稳化天然辉沸石及其制备方法，属于天然沸石材料改性技术领域，以天然STI沸石为原料，经脱铝补硅改性方法，如酸交换，铵交换再焙烧，氟硅酸铵交换再焙烧等，得到高硅天然STI沸石(Si/Al＞7.0)，其孔道结构开放完美，结构热稳定性达到1000℃以上。此发明所用天然矿物资源作为原料，处理对象单一，处理过程所需的交换次数太多，并且改性的起始的酸交换会溶解掉一部分骨架铝和非骨架铝，产生部分溶胶，使随后的水洗过滤耗时大大增加，并影响沸石的吸附与催化性能；另外，氟硅酸铵改性的温度较低，耗时过长，经过改性后其憎水性能提高并不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性的沸石吸附剂，能够有效吸附和分解室内的苯、甲苯、二甲苯、甲醛和其他挥发性有机化合物。该吸附剂具有多种孔道结构和大的比表面积，有效吸附室内有毒物质并分解为无毒的小分子无机气体和水。同时提供了制备吸附剂的制备方法和使用方法。

本发明是以沸石为原料，首先经铵交换，然后经多次氟硅处理，最后经无水高温焙烧，获得改性的沸石吸附剂。