[发明专利]一种新型VOCs吸附材料及其对VOCs的吸附

说明书

本发明公开了一种新型VOCs吸附材料，该VOCs吸附材料由辅助材料、碳纳米管、氧化石墨制备而成，该VOCs制备简单快捷，采用纳米混合介孔材料和碳纳米管、氧化石墨相结合制成辐照颗粒，制成的VOCs吸附材料的VOCs吸附容量较传统的VOCs吸附材料提升，尤其对于甲醛、甲苯吸附表现出优异的性能。可以运用于工业产生领域或者将该吸附剂置于载体中制成便携式的口罩，可降低工业生产的操作人员的潜在的健康风险，该吸附剂具有潜在的市场推广使用价值。

技术领域

本发明涉及吸附剂技术领域，具体涉及一种新型VOCs吸附材料及其对VOCs的吸附。

背景技术

我国对环境质量的要求逐步提高，目前，城市环境污染正在加剧。挥发性有机物(VOCs)是一种具有毒性的污染物(其中典型的例如甲醛、甲苯)，长期接触会引发呼吸道疾病、神经系统和癌症等，其和氮氧化物作用后可引起光化学烟雾及诱发产生PM2.5颗粒物质的有机污染物颗粒。

目前对于VOCs的去除多采用吸附剂吸附的方法。对于VOCs吸附材料的合成方法，目前主流方法是采用模板法或者溶胶凝胶合成法，然而上述方法存在原材料价格较为昂贵，且对于制备设备的要求也非常高，在合成过程中存在潜在污染的风险。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种新型VOCs吸附材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种新型VOCs吸附材料，该VOCs吸附材料由辅助材料、碳纳米管、氧化石墨制备而成；所述辅助材料由以下材料制备而成：蒙脱石、硅藻土、海泡石、炉渣、椰基纤维和纳米陶瓷粉；该VOCs吸附材料由以下步骤制备：

步骤一，将蒙脱石、硅藻土、海泡石、炉渣和椰基纤维粉碎后，加入搅拌机中进行搅拌混合，加入纳米陶瓷粉末搅拌混合均匀，得到混合粉末物质；在混合粉末中加入适量0.1MHCl溶液，搅拌均匀，静置过夜后，用0.1M NaOH溶液洗涤混合粉末，重复5次，然后用超纯水冲洗至pH＝6.8～7.5；过滤后置于马弗炉中进行煅烧，将上述混合粉末物质过700～800目筛,得到筛选后混合物；

步骤二，称取5g三嵌段共聚物，加入60ml乙醇溶液，置于磁力搅拌器上加热至50℃搅拌30min；称取步骤一制得的筛选后混合物4.5g和3.5g钛白粉加入上述磁力搅拌后的溶液中，边搅拌边加入正硅酸乙酯3.8g，持续搅拌60min，然后加入5％酚醛树脂溶液，继续搅拌30min，然后置于真空干燥箱中5min，干燥箱的温度调至50℃，取出后继续磁力加热搅拌，然后置于氮气环境下聚合反应过夜；将得到的聚合反应产物置于40％的HNO₃-HCl溶液中搅拌反应1h，过滤、离心、干燥后得到纳米混合介孔材料；

步骤三，将步骤二中得到的纳米混合介孔材料置于纳米研磨机中研磨2～2.5h，得到纳米混合粉末；分别称取60g纳米混合粉末、40g碳纳米管和20g氧化石墨固体粉末加入500mL质量分数为45％的HNO₃溶液中，40±5℃条件下用频率为60kHz的超声分散40-60min，0.25μm多孔膜抽真空泵过滤，使用去离子水或超纯水冲洗2-3次，然后将过滤物置于500mL超纯水中，于28～31℃条件下超声30～60min使其充分分散，制得分散液一；

步骤四，称取100g酸盐多巴胺盐，加入分散液一中，然后加入一定量的Tris-HCl缓冲液调节溶液的pH值为8.5-10，常温下磁力搅拌反应12h，搅拌速度参数控制在500-800r/pm，搅拌过程中加入疏水剂，充分搅拌制得分散液二；

步骤五，称取2.5M过硫酸铵100mL，加入步骤四中制得的分散液二中，50kHz超声中分散30min，然后置于85～95℃环境下处理4h，得到分散液三；

步骤六，将步骤五得到的分散液三经过30kGy剂量的⁶⁰Co-γ射线照射后，1000rpm/min高速冷冻离心处理，离心产物再用去离子水洗涤3-5次，得到辐照颗粒；