[发明专利]一种超支化聚酰胺改性活性炭的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种超支化聚酰胺改性活性炭的制备方法，是将活性炭用去离子水煮沸、漂洗，然后真空干燥，得到预处理活性炭AC；将预处理活性炭AC加入酸溶液中，于60~70℃下反应6~8h，过滤，洗涤，真空干燥，得到酸化活性炭AC‑H；将酸化活性炭AC‑H加入到超支化聚酰胺水溶液中，搅拌分散均匀后加入缩水剂N,N‑二环己基碳二亚胺，于70~80℃条件下反应4~6h，洗涤，真空干燥，得到超支化聚酰胺改性活性炭。该超支化聚酰胺改性活性炭用于净化空气中的甲醛，其结合了物理吸附和化学分解两大功能，对甲醛有非常好的富集和分解效果，能够高效去除空气中的甲醛，并避免了二次污染的风险，可有效解决室内甲醛的污染问题。

技术领域

本发明涉及一种超支化聚酰胺改性活性炭的制备方法，本发明还涉及该超支化聚酰胺改性活性炭在净化空气中甲醛的应用，属于炭材料和空气净化技术领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，大众对健康环保的概念日益强烈，其中居住环境空气质量问题成为大家关注的热点话题。甲醛是影响室内空气质量的主要污染物之一，一般存在于人造板材、胶黏剂、木质家具及墙纸等各种建筑材料中。甲醛对人的皮肤和器官有着强烈的刺激作用，严重时会引起皮炎、哮喘等各种疾病，甚至有致癌的风险。我国《室内空气质量标准》规定：住宅、医院、学校教室、老年建筑、幼儿园等一类民用建筑工程室内空气中甲醛限值为0.08mg/m³。目前治理甲醛超标的常见方法有：（吊兰、绿萝等)生物分解法、（活性炭、凹凸棒石等）物理吸附法、（纳米二氧化钛）光催化分解法以及各种改性材料除醛技术等。生物分解法受天气、温度等多重因素，并不能保证高效的去甲醛效率。物理吸附法是最常用的方法，但吸附饱和性的缺点限制了其更好的应用，纳米二氧化钛光触媒催化分解法，只有在紫外线辐射下才会高效分解甲醛，且并不适合处理高浓度甲醛。科研工作者根据不同方法相结合的方式，制备了各种改性材料，相比单一的去甲醛技术有了明显的优势，其中以胺改性活性炭为代表的改性吸附材料，物理吸附法和化学分解法协同增效，具有吸附容量大，吸附速度快，降低了二次污染的风险的优点，成为技术人员研究的热点。

胺改性活性炭吸附材料，首先甲醛被吸附富集于活性炭表面，然后与接枝胺发生化学反应，从而较为高效的去除了环境中的甲醛。与活性炭化学接枝的氨基数量也直接决定着其去甲醛的效率，有研究（李坤权, 杨美蓉, 王燕锦, et al. 新型胺化介孔炭的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附[J]. 中国环境科学, 2014, 34(8):1985-1992.）报道了乙二胺等小分子接枝活性炭技术，但是该材料对于甲醛的去除效率低，仍存在二次污染的风险，开发高分子多胺聚合物接枝活性炭吸附材料可以有效解决这些问题。有研究（张义安, 狄剑锋.聚酰肼接枝改性活性炭除甲醛材料的制备及其影响因素[J]. 环境科学研究, 31(8).）报道了聚酰肼接枝活性炭材料除甲醛技术，但是聚酰肼的合成工艺繁琐，成本相对较高等因素限制了该材料的工业化应用。端氨基超支化聚酰胺是一种具有高度支化的聚合物，其分子结构中含有大量末端氨基官能团，其在反应活性和溶解度等方面有独特的优点。通过不同合成工艺可以制得分子量不同的超支化聚酰胺，使其在化工新型材料中得到广泛的应用，利用带端氨基的超支化聚酰胺对活性炭的改性技术未见报道。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种超支化聚酰胺改性活性炭的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备的超支化聚酰胺改性活性炭用于净化室内空气中的甲醛。

本发明一种超支化聚酰胺改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：

（1）将活性炭用去离子水煮沸、漂洗，然后真空干燥，得到预处理活性炭AC；

（2）将步骤（1）得到的预处理活性炭AC加入酸溶液中，于60~70℃下反应6~8h，过滤，洗涤，真空干燥，得到酸化活性炭AC-H；