[发明专利]活性炭吸附材料、其制备方法及其在催化分解有机污染物领域中的应用

说明书

本发明提供了一种活性炭吸附材料、其制备方法及其在催化分解有机污染物领域中的应用。该制备方法包括：将丙烯酸类低聚物分为两部分；将含锰催化剂与部分丙烯酸类低聚物进行络合反应，得到络合产物体系；使偶联剂、剩余丙烯酸类低聚物及活性炭进行第一接枝反应，得到改性活性炭；及对络合产物体系与改性活性炭进行研磨，以进行第二接枝反应，得到活性炭吸附材料。采用上述制备方法制得的活性炭吸附材料中含有对有机污染物具有催化分解作用的含锰催化剂，同时研磨过程中还使得上述活性炭吸附材料具有优异的吸附性能，因而本申请提供的活性炭兼具较高的吸附性能和催化分解有机污染物性能。

技术领域

本发明涉及空气净化领域，具体而言，涉及一种活性炭吸附材料、其制备方法及其在催化分解有机污染物领域中的应用。

背景技术

甲醛是无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼、鼻等有刺激作用。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，在室内达到一定浓度时，人就有不适感。大于0.08mg/m³的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。甲醛是家庭室内污染第一污染物，且危害性极大。人们平均每天绝大多数的时间是在室内度过，因此室内空气质量直接影响着人们的生活健康。

治理室内甲醛污染已经刻不容缓，治理室内空气甲醛污染的方法有很多，其中，光触媒除甲醛、空气净化器除甲醛、活性炭除甲醛等方法是最常用的方法。光触媒因为需要紫外光源以及成本高昂和时效性差等因素在使用过程中受到诸多限制，空气净化器除甲醛以及活性炭除甲醛基本上都是依赖高吸附性能的活性炭，这使得人们竞相开发高吸附活性炭。但是活性炭吸附饱和之后，部分甲醛有脱离活性炭造成二次污染的可能。因此，开发具有催化分解甲醛功能的高吸附活性炭成为了研究热点，遗憾的是，目前只有较少的催化分解甲醛的活性炭问世，但是催化分解性能都较弱。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种活性炭吸附材料、其制备方法及其在催化分解有机污染物领域中的应用，以解决现有的活性炭对甲醛的催化分解性能较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种活性炭吸附材料的制备方法，该制备方法包括：将丙烯酸类低聚物分为两部分；将含锰催化剂与部分丙烯酸类低聚物进行络合反应，得到络合产物体系；使偶联剂、剩余丙烯酸类低聚物及活性炭进行第一接枝反应，得到改性活性炭；及对络合产物体系与改性活性炭进行研磨，以进行第二接枝反应，得到活性炭吸附材料。

进一步地，上述络合反应包括：将含锰催化剂、部分丙烯酸类低聚物及溶剂进行研磨，得到络合产物体系；优选地，研磨过程中使用的研磨装置为行星卧式球磨机；优选地，研磨过程中使用的研磨装置的转速为300～540r/min，研磨时间为120～240min；优选地，溶剂选自乙醇、丙酮、环己烷和甲苯组成的组中的一种或多种。

进一步地，丙烯酸类低聚物的聚合度为300～2000；优选地，丙烯酸类低聚物选自丙烯酸甲酯低聚物、丙烯酸乙酯低聚物、2-甲基丙烯酸甲酯低聚物和2-甲基丙烯酸乙酯低聚物组成的组中的一种或多种。

进一步地，第一接枝反应包括：在偶联剂的水溶液中，添加占活性炭重量的1～5wt％丙烯酸类低聚物，得到混合液：及在搅拌下，将活性炭与混合液混合并烘干，得到改性活性炭；优选地，偶联剂的水溶液的重量百分含量为5～10％。

进一步地，烘干步骤的温度为50～65℃。

进一步地，搅拌步骤的转速为60～90r/min。

进一步地，络合产物体系与改性活性炭的重量比为1:(10～50)。

进一步地，第二接枝反应中，研磨转速为30～50r/min，研磨时间为120～180min；优选地，第二接枝反应中采用的研磨装置为卧式球磨机。

进一步地，含锰催化剂为钛酸锰。