[发明专利]一种高比表面积改性复合活性炭空气滤材及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化材料技术领域，具体涉及一种高比表面积改性复合活性炭空气滤材及其制备。

背景技术

现阶段随着现代工业的快速发展，大气污染越来越严重，许多国家制订了环境污染治理法，并相应建立各种净化设施。目前，我国市场上的空气过滤材料大多为非织造布祸膜过滤，其功能仅有除尘，而不具备吸附、杀菌灯功能；目前，国内虽然有少数几家单位发明了利用活性炭、纤维网相结合的空气过滤材料，但吸附性较差、处理效率低，且使用寿命较短，增加了经济成本。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种高比表面积改性复合活性炭空气滤材及其制备，通过改性、混合、活化等步骤制成，制得的产品具有优良的吸附效能，比表面积可达1940-2256m²/g，相较于传统未处理的活性炭比表面积提高了2.2倍以上，且具有清香、杀菌效果，有效改善了空气质量，净化效果强。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高比表面积改性复合活性炭空气滤材，包括以下重量份组分：活性炭40-50份、纳米二氧化钛水溶胶20-23份、稀土氧化物2-7份、桐油2-3份、水玻璃1-5份、碳酸盐溶液4-6份、混合粉料2-5份。

优选的，所述稀土氧化物为摩尔比1:0-0.4的氧化铈、氧化钪组合物。

优选的，所述碳酸盐溶液为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的任意一种。

优选的，所述混合粉料包括无机粉料和植物粉料，其中植物粉料占混合粉料总质量的20-30％。

优选的，所述无机粉料为纳米硅藻土、纳米膨润土的混合物，两者质量比为2:1。

优选的，所述植物粉料为质量比1：1:1：1的绿萝叶、竹叶、荷叶、香樟叶混合物。

优选的，高比表面积改性复合活性炭空气滤材制备步骤如下：

1)将碳酸盐溶液加入活性炭中，搅拌混匀后在惰性氛围下恒温反应0.5-1.2h，取出后加入纳米二氧化钛水溶胶中，50℃保温搅拌20-30min，得混合料一；

2)将桐油、水玻璃加入混合料一中，继续升温至62-64℃，保温搅拌25-30min，得混合料二；

3)向混合粉料中加入适量的水搅拌成稀糊状，然后将其加入混合料二中，62-64℃保温搅拌40-60min，然后再将稀土氧化物加入其中，搅拌均匀后转移至马弗炉内升温活化，取出冷却后破碎成颗粒状，即可。

优选的，步骤1)中恒温反应温度为40-45℃。

优选的，步骤3)中升温活化具体为现在150℃保温1h，然后升温至280℃-330℃保温1.5-3h。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过改性、混合、活化等步骤制成，制得的产品具有优良的吸附效能，比表面积可达1940-2256m²/g，相较于传统未处理的活性炭比表面积提高了2.2倍以上，延长了使用寿命，提高了净化效率，且具有清香、杀菌效果，有效改善了空气质量，净化效果强。

采用碳酸盐溶液先对活性炭进行碱化改性，有效提高了后续与二氧化钛的催化共混效果，且碱化的同时加热，分解形成的气体有利于进一步提高活性炭的孔隙率。随后将水玻璃、桐油加入其中在保证组分间良好触变流动的同时，提高了空间孔隙间的交联稳定性，配合混合粉料提高了吸附、杀菌效果，提高了对酸性气体的吸附能力，且混合粉料中包含有植物粉料，在消除异味的同时可散发清香，双重作用，空气净化效果更强。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种高比表面积改性复合活性炭空气滤材，包括以下重量份组分：活性炭45份、纳米二氧化钛水溶胶22份、稀土氧化物3份、桐油2.5份、水玻璃4份、碳酸盐溶液4份、混合粉料3份。

其中：

稀土氧化物为摩尔比1:0.2的氧化铈、氧化钪组合物；碳酸盐溶液为碳酸氢钠；混合粉料包括无机粉料和植物粉料，无机粉料为纳米硅藻土、纳米膨润土的混合物，两者质量比为2:1，植物粉料为质量比1：1:1：1的绿萝叶、竹叶、荷叶、香樟叶混合物，植物粉料占混合粉料总质量的25％。

高比表面积改性复合活性炭空气滤材制备步骤如下：