蒙脫石－硅溶膠改性膨潤土pm2.5捕集劑及其應用的制作方法
【專利摘要】一種蒙脫石－硅溶膠改性膨潤土PM2.5捕集劑及其應用，所述蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土PM2.5捕集劑由主要組分和輔助組分構成，所述主要組分由膨潤土和水玻璃組成，其中膨潤土與水玻璃的質量比為：膨潤土∶水玻璃=35～98∶65～2；輔助組分為不會對蒙脫石－硅溶膠的吸附、吸收功能產生拮抗作用的化合物，輔助組分含量為主要組分膨潤土和水玻璃總質量的0～30%。本發(fā)明PM2.5捕集劑原料來源廣、價廉，使用方法簡便，利于推廣，且經濟性好；應用本發(fā)明PM2.5捕集劑既可吸附凝聚凈化PM2.5的微細顆粒物，又可吸附吸收凝聚PM2.5二次顆粒氣態(tài)前體污染物，可解決PM2.5造成的大氣環(huán)境污染困境，也可減輕或緩解酸雨對生態(tài)環(huán)境的危害影響。
【專利說明】蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑及其應用
[0001]【技術領域】
本發(fā)明涉及一種PM2.5捕集劑及其應用，尤其是涉及一種氣體或氣流中PMlO特別是PM2.5細顆粒物和二次顆粒物氣態(tài)前體物的捕集劑及其應用。
[0002]【背景技術】
當前，以PM2.5和酸雨、臭氧(O3)為特征的區(qū)域性復合型大氣污染日益突出。PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，亦稱細顆粒物。PM2.5既源于一次顆粒物排放，也源于由S02、NOx, VOCS, NH3等前體物發(fā)生二次反應生成的二次顆粒物，這些一次顆粒物和二次顆粒氣態(tài)前體物，采用當前常規(guī)的收塵除塵措施如最好的電除塵和袋式除塵或電袋聯合除塵設施也根本捕集不了 PM10，更捕集不了 PM2.5，就連水洗或水幕除塵和泡沫除塵亦只能捕集部分親水性顆粒，當前有效的方法尚只有膜過濾，但膜過濾方法亦只能捕集100納米以上顆粒物，對微細顆粒物(< 0.1um)及氣態(tài)前體物無效，且投資與能耗過大，難以普及應用。PM2.5與較粗的大氣顆粒物相比，粒徑小，富含大量的有毒有害物質，且在大氣中的停留時間很長、輸送距離很遠。
PM2.5細顆粒物的化學成分主要包括有機碳化合物、元素碳、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽，其它的常見成分包括各種金屬元素，既有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等地殼中含量豐富的元素，也有大量的鉛、鋅、砷、鎘、銅等源自人類污染的重金屬元素，其中有機碳化合物是細顆粒物中含量最聞的組分。
PM2.5的來源除較少部分"自然源"和危害嚴重的"人為源"之外，大氣中的氣態(tài)前體污染物會通過大氣化學反應生成二次顆粒物，實現由氣體到粒子的相態(tài)轉換，如S02+H20 — H2S03、N02+H20 — HNO3> HN03+NH3 — NH4NO3,鹽的水合物如 xCI*yH20、xN03*yH20、xS04*yH20,隨著濕度的變化，水合物對PM2.5的影響較大，水不僅與鹽化合物生成水合物，由于濕度的改變還形成了鹽的微小溶液液滴。
雖然細顆粒物只是地球大氣成分中含量少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要影響。氣象專家和醫(yī)學專家認為，由細顆粒物造成的灰霾天氣對人體健康和大氣環(huán)境質量影響很大，人體的生理結構決定了對PM2.5沒有任何過濾、阻攔能力，能直接進入人體肺泡被吸收，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等，PM2.5還會與身體中的血紅蛋白相結合，損害血紅蛋白輸送氧的能力，喪失血液，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，危害人體健康，縮短人的壽命(有報告稱歐洲因PM2.5污染人均壽命縮短8.6年，世界銀行發(fā)布的報告稱中國的空氣污染使得城市居民的壽命減小了 18年)，乃至誘發(fā)癌癥。據美國有線電視新聞網2013年7月16日報道，《環(huán)境研究通訊》雜志(Environmental Research Letters)日前發(fā)表了一項最新研究報告稱，全球每年因空氣污染死亡的人數已超過200萬，死亡原因主要是大氣中PM2.5等懸浮顆粒物濃度上升，對人體肺部造成損害。在PM2.5顆粒中最小的顆粒物小于等于100納米，可以直接通過細胞膜到達其他器官，包括大腦。有研究指出，這些微細顆?？赡芤l(fā)腦損傷(包括老年癡呆癥)。更為嚴重的尚被人類文明所忽視的是，PM2.5中漂浮于地球大氣中的重金屬對地球生態(tài)圈的微生物族群的毒性損害及大量漂浮于地球大氣且可上升至平流層以上難以沉降的有機碳化合物可能帶來的對高等生物包括我們人類生存的不可預期的嚴重危害。
鑒于PM2.5對環(huán)境天氣質量和人類健康的直接而嚴重的影響，世界衛(wèi)生組織對PM2.5的標準設定為每立方米PM2.5小于10微克為安全值，中國政府對PM2.5的標準設定為每立方米PM2.5小于75微克為安全值。但現實是不少一線大城市由于PM2.5嚴重超標導致的灰霾天氣仍達100天以上，如北京市PM2.5的年平均濃度超標6?7倍，部分區(qū)域PM2.5經常達到300?500微克/立方米，人們出門不得不戴安慰性口罩。為此，歐美發(fā)達國家包括中國政府在內均采取了積極的綜合的國家政策應對措施，制定了更為嚴格的標準和監(jiān)控體系，力圖控制各類污染源，但由于缺失直接有效的經濟的方法，各國政府對此尚舉步唯艱，甚至一些相關政策與執(zhí)行標準遲遲難以出臺。
在PM2.5治理方法上，當前公認的有效的治理方法包括有:1、過濾法，包括空調、加濕器、空氣清新器等，優(yōu)點是可明顯降低局部有限空間PM2.5顆粒物的濃度，缺點是濾膜需要清洗或更換；2、水吸附法，室內超聲霧化器、室內水簾、水池、魚缸等，能吸收空氣中的親水性PM2.5顆粒物，缺點是增加濕度，憎水性PM2.5顆粒物不能有效去除；3、植物吸收法，利用植物葉片吸收有害氣體和PM2.5顆粒，優(yōu)點是能產生有利氣體，缺點是效率低，有些植物會產生有害氣體；4、負離子沉降法，利用電力負離子發(fā)生器，向局部空間釋放小粒徑負離子以捕捉漂浮微塵，使其凝聚而沉淀，從而使空氣凈化，當負離子濃度達到20000個/ cm3時，空氣中的飄塵會減小98%以上，飄塵直徑越小，越易被沉淀，所以在含有高濃度負離子的空氣中，直徑Ium以下的微塵、細菌、病毒等幾乎為零。根據世界衛(wèi)生組織公布的標準，當空氣中的負離子濃度達到每立方厘米1200個時，即可稱之為清新空氣。
以上治理方法雖然對局部空間有一定的效果，但對于全面解決地球環(huán)境大氣PM2.5的污染問題非常乏力，國際知名科學家利用衛(wèi)星測量數據和計算機模擬信息制作的PM2.5分布地圖顯示，未來中國人口密集、經濟發(fā)達的地區(qū)，很多都將處于細顆粒物濃度最高的地區(qū)，世界范圍PM2.5污染將會面臨嚴峻局面。因此，迫切需要一種全新的、簡單直接的、經濟的技術方法來解決PM2.5的排放和大氣或環(huán)境空氣凈化問題。
[0003]
【發(fā)明內容】

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種可捕集不同境況下氣體或氣流中PM10、尤其是PM2.5顆粒物及二次顆粒氣態(tài)前體污染物、且不會造成二次污染的經濟性好的蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑。
[0004]本發(fā)明進一步要解決的技術問題是，提供一種應用所述蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑捕集PMlO、尤其是PM2.5顆粒物和氣態(tài)前體污染物凈化環(huán)境空氣的方法。
本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是，一種蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，其特征在于，由主要組分和輔助組分構成，所述主要組分由膨潤土和水玻璃組成，其中膨潤土與水玻璃的質量比為:膨潤土:水玻璃=35?98: 65?2 ;輔助組分為不會對蒙脫石一硅溶膠的吸附、吸收功能產生拮抗作用的化合物，所述輔助組分含量為主要組分膨潤土和水玻璃總質量的0?30%。
進一步，所述水玻璃為模數為1.0?4.5的鋰水玻璃、鈉水玻璃、鉀水玻璃、鉀鈉水玻璃，或改性鈉水玻璃、改性鉀水玻璃或改性鋰水玻璃，化學式為R2OnSiO2，式中R2O為金屬氧化物(例如Na20、K2O或Li2O), η為SiO2的克分子數。
[0005]進一步，所述水玻璃可選用無水塊狀或粉狀水玻璃、含化合水的固體水玻璃或水合水玻璃，或液體水玻璃。
[0006]進一步，所述膨潤土為蒙脫石礦物含量大于70% (優(yōu)選大于80%，更優(yōu)選大于85%，最優(yōu)選90%)的鈉基或改性鈉基膨潤土，或鈉化的鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、鋰基膨潤土、鋁氫基膨潤土或無機有機改性膨潤土，或酸活化膨潤土。
所述不會對蒙脫石一硅溶膠的吸附、吸收功能產生拮抗作用的化合物為選自無機堿(如氫氧化鈉或氫氧化鉀或氫氧化鋁等)、無機鹽(如碳酸鈉、聚合氯化鋁、硫酸鋁鉀等)、水溶性高分子化合物、表面活性劑、氧化劑、消毒劑(如高錳酸鉀、二氯異氰酸鈉等)中的一種或幾種。添加氧化劑、消毒劑等，可制成環(huán)境或家用空氣凈化消毒劑。
[0007]本發(fā)明進一步解決其技術問題采用的技術方案是，應用所述蒙脫石-硅溶膠復合改性膨潤土 PM2.5捕集劑凈化空氣的方法:將所述蒙脫石-硅溶膠復合改性膨潤土 PM2.5捕集劑制成含濕細粉或懸浮液，或制成多孔粒狀或塊狀制劑，或粘附于纖維織物上，或粘附或裝載于有機或無機材料薄片上，用于捕集氣體或氣流中的一次細顆粒物及二次顆粒氣態(tài)前體污染物，以吸附、吸收方式凝聚凈化氣體。
[0008]對于釆用電除塵或袋式除塵或沉降加旋風除塵或電袋聯合除塵設施處理排放廢氣的工礦企業(yè)，其廢氣中一次細顆粒物及二次顆粒前體物的捕集，可以將本發(fā)明蒙脫石-硅溶膠復合改性膨潤土 PM2.5捕集劑制成含濕細粉或制成懸浮液以霧化噴入方式，經一級或多級噴霧方式，噴入其廢氣除塵系統(tǒng)氣流中，如噴入一級除塵后至二級除塵裝置及排放管道中；或在現有除塵系統(tǒng)后加設PM2.5捕集裝置，將所述蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑以懸浮液霧化噴入捕集裝置內，讓已除塵廢氣中的PM2.5顆粒物、污染物被吸附、吸收而凝聚凈化；或將所述蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑制成多孔粒狀或多孔塊狀或粘附于纖維織物或粘附或裝載于薄膜薄片上設置于PM2.5捕集裝置內，以吸附、吸收方式凝聚凈化廢氣；對于釆用水洗或水幕除塵和泡沫除塵處理廢氣的工礦企業(yè)，可將所述蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑加入適量水中，制成含蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑膠粒的懸浮膠液，用于吸附、吸收一次細顆粒物和二次顆粒氣態(tài)前體物，以凈化廢氣；蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土PM2.5捕集劑適宜用量視處理后廢氣檢測達標要求確定。
[0009]對于工礦廠區(qū)及建筑工地易揚塵點，可間歇性霧化噴灑蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑懸浮膠液，以防止揚塵，對其周圍大氣中的細顆粒物和二次顆粒前體物可實施霧化噴灑PM2.5捕集劑懸浮膠液，或設置粘附有蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑的纖維織物或薄片裝置進行吸附、吸收凝聚方式捕集凈化。
對于村鎮(zhèn)、城區(qū)大氣中的細顆粒物和二次顆粒氣態(tài)前體物，可在街道兩側及建構筑物上，分散設置粘附或裝載有蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土的纖維織物或薄膜薄片的不同類型的凈化裝置(可設計為景觀裝飾物)進行吸附、吸收式凝聚捕集凈化；或將適量蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑加入水中用于噴泉和水幕；也可從高樓向空中霧化噴灑低濃度蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑懸浮膠液。
[0010]對于空氣中PM2.5細顆粒物污染嚴重能見度差的局部區(qū)域，可以將蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑以含濕細粉或懸浮液進行飛機高空布撒或高炮布撒于區(qū)域污染大氣中，吸附、吸收凝聚細顆粒物和二次顆粒氣態(tài)前體物以凈化區(qū)域環(huán)境大氣。
[0011]本發(fā)明的技術原理: 1、本發(fā)明針對PM2.5 一次顆粒物及二次顆粒氣態(tài)前體污染物的組成、化學成分及其物理性質和化學性質特征，同步采用負電粒子吸附凝聚、膠粘、吸收反應、離子交換、晶胞層間吸附與界面吸附穩(wěn)定等技術原理，可以有效凝聚捕集PM2.5，而選用蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土作為PM2.5捕集劑。
2、本發(fā)明以吸附能力強的天然環(huán)境修復材料一鈉基或鈉化膨潤土作為主要捕集組分，并選用可產生很強的吸附性膠核的水玻璃對鈉基或鈉化膨潤土進行復合改性，利用帶有多價負電荷的無機高分子一硅溶膠對Al3+有特殊的反應能力和吸附作用，形成大量的蒙脫石一硅溶膠混合物，達到蒙脫石表面帶負電荷和端面帶負電荷改性而成帶負電荷粒子，一則強化負電粒子對PM2.5細顆粒物的電性吸附凝聚，二則增強對PM2.5顆粒物的吸附膠粘能力，達到高效地“以大捕小”的凝聚捕集效果。
3、鈉基或鈉化改性膨潤土及水玻璃本身都有較強的吸附、吸收VOCS、NH3和SO2、NO2的能力，同時，形成的堿性蒙脫石-硅溶膠吸附膠粘劑極易于吸收SO2和NO2(其它氮氧化物極不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又變?yōu)槎趸?。
4、利用鈉基或鈉化改性膨潤土可由晶胞聚集體解列為0.02unT0.2um極細的晶質體(因吸附能力強而不會揚塵)，及與硅溶膠的結合特征，形成對金屬離子的優(yōu)異吸附能力及對高電荷、大直徑離子的不可逆交換特性，吸附并穩(wěn)定重金屬離子，消除重金屬離子的生物毒性。
本發(fā)明的有益效果:1、原料來源廣、價廉，捕集劑及捕集凈化裝置制造簡單，使用方法簡便，利于推廣，且經濟性好；2、既可吸附凝聚凈化PM2.5的微細顆粒物，又可吸附、吸收凝聚PM2.5 二次顆粒氣態(tài)前體污染物，做為氣體中2.5um以下微塵(含重金屬)和有機物、S02、NOx及NH3等有害氣體的大氣綜合治理方案，可望解決PM2.5造成的大氣環(huán)境污染困境，也可望減輕或緩解酸雨對生態(tài)環(huán)境的危害影響；3、可因地、因情制宜地、經濟地解決好工礦企業(yè)廢氣PM2.5凈化問題，亦可靈活地解決城鎮(zhèn)區(qū)域大氣PM2.5凈化問題；還可方便地用于解決居室環(huán)境的凈化問題，以及用于解決養(yǎng)殖及廢棄物處理場的污染問題；4、膨潤土水玻璃復合改性捕集劑殘渣無生物毒性，且相對易于清理，使用及棄置對環(huán)境無二次污染，并可吸附、穩(wěn)定重金屬離子，且可消毒PM2.5中重金屬離子的生物毒性；5、可望促進無機環(huán)境材料膨潤土的研究和深度開發(fā)應用，帶動一個新興產業(yè)群的發(fā)展，增加大量就業(yè)機會。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
選用人工分揀干燥的鈉基膨潤土，蒙脫石含量平均91%，選用模數2.6的無水塊粒狀鈉水玻璃，按膨潤土:水玻璃質量比為75: 25，進行配料，一起粉磨成細度80Mm篩余<8%的細粉，即制成一種粉狀蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑。
[0013]取所述粉狀蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，另行外加1%高錳酸鉀粉末，混合均勻，制成家用空氣凈化消毒劑，以紗布盛裝懸掛，及加入家庭室內水幕裝置水中制成懸浮膠液進行水幕清理，室內空氣感覺很清新。
[0014]取所述粉狀蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑一份加水制成含濕(加少量水高速攪拌混勻陳化)粉狀PM2.5捕集劑；另取一份加30倍水攪勻制成懸浮膠液態(tài)PM2.5捕集劑；到某冶煉廠試驗。該冶煉廠收塵設施為一級旋風除塵、二級電除塵，在一級旋風除塵和二次電除塵連接管道上裝三級噴嘴，并在二級電除塵廢氣出口管道上裝兩級噴嘴備用，用于噴入PM2.5捕集劑，采用廠內壓縮空氣作為霧化用氣，委托檢測。未用捕集劑時，正常狀況下二級除塵后排放廢氣中PMlO達8000mg / Nm3、PM2.5達5000mg / Nm3。試驗時，在一級除塵出口至二級除塵進口連接管道的三級噴嘴同時霧化噴入捕集劑懸浮液，經調整穩(wěn)定后，檢測二級除塵后廢氣中PMlO為180mg / Nm3、PM2.5為90mg / Nm3。噴完膠液態(tài)捕集劑后，換用含濕粉狀捕集劑，調整穩(wěn)定后，檢測二級電除塵排放廢氣中PMlO為210mg / Nm3、PM2.5為IOOmg / Nm3。試驗顯示，該PM2.5捕集劑對此除塵系統(tǒng)廢氣中PM2.5吸附凝聚捕集效果明顯。
[0015]實施例2
選用人工分揀干燥的鈣基膨潤土，蒙脫石含量平均90% ;選用純堿作為鈣基膨潤土的鈉化劑，采用干法鈉化方法，選用模數為2的無水粉狀鉀鈉水玻璃，按膨潤土:純堿:水玻璃質量比為68: 4: 28配料，一起粉磨成細度80Mm篩余< 10%的粉末，即制成一種粉狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑。
[0016]取所述粉狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑兩份，分別加水制成含濕(力口少量水高速攪拌混勻陳化)粉狀PM2.5捕集劑和懸浮膠液態(tài)(加約35倍水攪勻)PM2.5捕集劑，到某造氣廠試驗。該造氣廠收塵設施為一級旋風除塵、二級袋式除塵，在一級旋風除塵出口和二次袋式除塵進口連接管道上裝設三級噴嘴，用于噴入PM2.5捕集劑，采用廠內壓縮空氣作為霧化用氣，委托檢測。未用捕集劑時，正常狀況下二級袋式除塵后排放廢氣中PMlO達5000mg / Nm3、PM2.5達3500mg / Nm3。試驗時，三級噴嘴同步霧化噴入捕集劑懸浮液，經調整穩(wěn)定后，檢測二級袋式除塵后廢氣中PMlO為130mg / Nm3、PM2.5為70mg /Nm3。噴完懸浮液后換用濕態(tài)粉狀捕集劑，調整穩(wěn)定后，檢測二級袋式除塵排放廢氣中PMlO為140mg / Nm3,PM2.5為80mg / Nm30試驗顯示該PM2.5捕集劑對此除塵系統(tǒng)廢氣中PM2.5吸附凝聚捕集有效。
[0017]實施例3
選用鈉化的聚合鋁柱改性膨潤土粉，蒙脫石含量平均89%，選用模數為1.9、比重1.5的鈉水玻璃溶液，按質量比為鈉化膨潤土粉35份:水玻璃溶液65份配料，攪拌，攪拌過程中另加入輔助料燒堿I份、陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉0.5份，攪拌均勻，即制成一種塑粘膏狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，可加任意水量攪拌均勻成懸浮膠液。
[0018]取上述塑粘狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土捕集劑加20倍水攪拌成懸浮膠液，在某廢棄工廠大車間內模擬超重污染灰霾氣體吸附吸收凈化空氣試驗。先用棉麻纖維繩和布浸涂捕集劑懸浮膠液后懸掛于大車間四周(與墻隔開約半米)，然后在大車間中部人工揚塵、潑撒小瓶氨水、燒柴草及廢機油與輪胎、并在柴草上布0.5Kg硫磺燃燒，生成重度污染空間，再封堵門窗。48小時后查驗，車間內"灰霾"及異味已消失，人入車間內感覺空氣清新。試驗說明以固定物吸附吸收捕集方式凈化空氣有效。
[0019]實施例4
選用鈉基膨潤土(蒙脫石含量87%)和烷基雙鏈季銨蒙脫石膨潤土 (蒙脫石含量93%)，選用模數為2.8的水合塊粒狀鈉水玻璃，按鈉基膨潤土:烷基季銨蒙脫石膨潤土:水玻璃質量比為60: 25: 15的比例配料，再加300份水，一起濕磨成漿液，即制成一種膠漿狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑。[0020]取上述膠漿狀蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，到某化工廠進行試驗。該廠采用一級旋風收塵、二級電除塵、三級水幕除塵，正常狀況下，水幕除塵后排放廢氣中PM2.5檢測仍高于500mg / Nm3，且有異味。試驗時，將膠漿液加20倍水攪勻成懸浮膠液，加入水.除塵用水中，經調整穩(wěn)定后，水.除塵后排放廢氣檢測PM2.5為30mg/Nm3，無異味。除塵廢水的懸浮物加絮凝劑可完全沉淀。試驗顯示此PM2.5捕集劑能很好地強化水幕除塵效果，并能有效吸附異味。
[0021]實施例5
選用鈉化的雙鏈季銨鹽膨潤土 (蒙脫石含量93%)，選用模數為1.7、比重為1.4的鈉水玻璃溶液，在膨潤土打漿去砂提純、加季銨鹽氨基化并鈉化后的膨潤土懸浮液中(蒙脫石含量平均94%)，按鈉化膨潤土(干基):水玻璃質量比為70: 30的比例加入水玻璃，一起攪拌，即制成一種懸浮液態(tài)蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑。
[0022]取所述述懸浮液態(tài)蒙脫石-硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，加水30倍攪勻成懸膠液，進行局部環(huán)境空氣凈化試驗。選取了某個空氣不流通、卻有三家土法冶煉僅有旋風無收塵設施的工廠山溝區(qū)，山溝區(qū)域大氣終日懸塵濃厚，在此山溝工作的人員帶口罩仍感不適。采用高壓水槍加壓縮空氣霧化，將配成的懸膠液從三面較高地勢噴向區(qū)域空中，很快產生絮凝沉降，24小時后山溝地面沉降了一層約IOmm厚的絮凝塵土，山溝區(qū)域空氣變得透明，人感到清新。檢查沉降下落在水泥地上的絮凝塵已不能重新揚塵(部分建構筑物及植株原有積塵已事先用水沖掃干凈以便于做影響狀況評估)，此絮凝塵對建筑物和植物粘著力差，水淋既可沖洗。試驗顯示，此PM2.5捕集劑可有效凈化環(huán)境局部區(qū)域大氣，對建構筑物和植物無不利影響。
【權利要求】
1.一種蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 PM2.5捕集劑，其特征在于，由主要組分和輔助組分構成，所述主要組分由膨潤土和水玻璃組成，其中膨潤土與水玻璃的質量比為:膨潤土:水玻璃=35~98: 65~2 ;輔助組分為不會對蒙脫石一硅溶膠的吸附、吸收功能產生拮抗作用的化合物，所述輔助組分含量為主要組分膨潤土和水玻璃總質量的0-30%。
2.如權利要求1所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤上ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述水玻璃為模數為1.0~4.5的鋰水玻璃、鈉水玻璃、鉀水玻璃、鉀鈉水玻璃，或改性鈉水玻璃、改性鉀水玻璃或改性鋰水玻璃，化學式為R2O.nSiO2，式中R2O為金屬氧化物，η為SiO2的克分子數。
3.如權利要求2所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述R2O 為 Na2O 或 K2O 或 Li2O。
4.如權利要求1所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述水玻璃為無水塊狀或粉狀水玻璃、含化合水的固體水玻璃或水合水玻璃，或液體水玻璃。
5.如權利要求1~4之一所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述膨潤土為蒙脫石礦物含量大于70%的鈉基或改性鈉基膨潤土，或鈉化的鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、鋰基膨潤土、鋁氫基膨潤土或無機有機改性膨潤土，或酸活化膨潤土。
6.如權利要求5所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述膨潤土為蒙脫石礦物含量大于80%的鈉基或改性鈉基膨潤土，或鈉化的鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、鋰基膨潤土、鋁氫基膨潤土，或無機有機改性膨潤土，或酸活化膨潤土。
7.如權利要求6所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述膨潤土為蒙脫石礦物含量大于85%的鈉基或改性鈉基膨潤土或鈉化的鈣基膨潤土、鎂基膨潤土、鋰基膨潤土、鋁氫基膨潤土或無機有機改性膨潤土，或酸活化膨潤土。
8.如權利要求1~4之一所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述不會對蒙脫石一硅溶膠的吸附、吸收功能產生拮抗作用的化合物為選自無機堿、無機鹽、水溶性高分子化合物、表面活性劑、氧化劑、消毒劑中的一種或幾種。
9.如權利要求8所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑，其特征在于，所述無機堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀或氫氧化招，所述無機鹽為碳酸鈉、聚合氯化招或硫酸招鉀，所述氧化消毒劑為高錳酸鉀或二氯異氰酸鈉。
10.所述的蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土ΡΜ2.5捕集劑在氣體凈化中的應用，其特征在于，將權利要求1-9之一所述蒙脫石一硅溶膠改性膨潤土 ΡΜ2.5捕集劑制成含濕細粉或懸浮膠液，或制成多孔粒狀或塊狀物料，或粘附于纖維織物上，或粘附或裝載于薄膜、薄片上，用于捕集氣體或氣流中的一次細顆粒物及二次顆粒物氣態(tài)前體物，以吸附、吸收凝聚方式凈化氣體。
【文檔編號】B01D53/02GK103550999SQ201310539966
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權日:2013年11月5日
【發(fā)明者】尹無忌 申請人:尹無忌