[发明专利]一种常温除甲醛改性活性炭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气污染物甲醛的治理技术领域，特别涉及一种常温除甲醛改性活性炭及其制备方法。

技术背景

甲醛（formaldehyde）的结构式为HCHO，是无色、具有强烈刺激性气味的气体，是室内空气的代表性污染物之一。甲醛气体的相对密度为1.067，略重于空气，液态（20℃）相对于水的密度为0.815，比水轻，易溶于水、醇和醚，相对分子质量为30.03，熔点是-92℃，沸点是-19.5℃。甲醛30%～40%的水溶液统称为福尔马林，甲醛在空气中的嗅觉阈值为0.06～1.2mg/m³，眼睛的感受阈值为0.01～1.9mg/m³。

甲醛在自然界中的背景值极低，一般在0.02mg/m³水平左右，城市环境空气中的年平均浓度在0.005～0.01mg/m³之间。但是由于室内装修装饰材料的大量使用和组分的越来越复杂，各种潜在的污染物被直接或间接的引入室内。同时，通风情况不佳使得室内有害挥发性气体浓度累积愈来愈高，对室内空气造成了严重污染，在这些污染物中甲醛的浓度就会越来越高，影响也会显得尤为突出。

目前，对于控制室内甲醛气体危害的研究主要分为两个方面：一是控制甲醛的产生渠道，减少甲醛产生量以降低居室内空气中甲醛的浓度；二是对空气中游离的甲醛气体进行治理，使其在空气中的浓度减小，以降低其对人体的危害。

1）通风换气法：室内通风是清除甲醛行之有效的办法，通过室内空气的流动，降低室内空气室内累积的甲醛。在新建筑使用时空气中甲醛等有害物质的含量较多，门窗关闭时间越长含量越高，研究发现门窗关闭7h后甲醛的含量达到关窗前的4～7倍。可选用空气换气装置或自然通风，这样有利于室内材料中甲醛的散发和排放。

2）吸附净化法：吸附净化法是利用多孔性固体表面将气体中的一种或多种组分吸附固定在固体表面，达到去除和分离目的一种净化方法。根据固体吸附剂和气体吸附质分子间作用力的不同，吸附过程划分为物理吸附和化学吸附。由分子间的引力或范德华力引起的吸附称为物理吸附，固体吸附剂与气体分子之间普遍存在着分子间引力，当固体与气体的分子引力大于气体分子间的吸引力时，即使气体的压力低于与操作温度想对应的饱和蒸汽压，气体分子也会冷凝在固体表面上。由固体表面与吸附气体分子间的化学键力所产生的气体吸附称为化学吸附，化学吸附的作用力远大于物理吸附的范德华力。

3）植物净化法：植物净化是功能植物通过自身的新陈代谢作用对室内甲醛进行吸收净化的方法。由于是对室内甲醛进行净化，故采用的植物多为观叶植物，它们一般都比较耐荫，对于气候的变化诸如干燥，通风不良等都有一定的承受力，比较适合室内较弱的光照环境。

4）光催化净化法：光催化净化技术是近些年来逐渐兴起的高科技甲醛污染净化技术，是一种在光催化剂的催化下，将甲醛等有害气体转变为对环境无害物质的前沿技术。相比传统的甲醛净化去除技术，光催化净化甲醛法具有以下几个优势，一是净化的彻底性，光催化净化甲醛，不是单纯的吸附，而是彻底的分解，是化学物质发生了质变；二是净化的广谱性，光催化技术在净化甲醛的同时，几乎能够对所有污染物均产生一定的去除效果；三是净化的实用性，光催化净化在常温常湿的条件下即可实现，且不存在饱和问题，不需要考虑后期复杂的更换维护等程序；四是净化的安全性，光催化净化的终产物一般均是CO₂和H₂O，对人体和环境无任何伤害。

5）催化氧化法：催化氧化法是近些年来兴起的一种甲醛处理技术，由于不消耗电能及其它能量，能耗较低，且催化剂的负载量可根据污染物的浓度来确定，负载后只需保持甲醛和催化剂的接触即可快速分解甲醛，同时，相比前面的几种方法，催化氧化法的净化深度更深，且能将甲醛完全转化为对环境无害的二氧化碳和水蒸气，不会带来二次污染，方便快捷，较为实用，是目前研究比较热门的方法。但催化氧化法目前也有一些缺点，例如它对环境温度的要求比较高，对环境湿度的要求也比较敏感，同时，催化氧化法的研究一般都是基于贵金属展开的，原料的成本较高，这给它的产业化应用带来一些障碍。

现有甲醛去除处理技术中，通风换气法、吸附净化法和植物净化法均存在着去除甲醛效果不理想的问题，光催化净化法和催化氧化法分别因为不稳定性和成本较高的因素，存在着不适合产业化生产的问题。

发明内容