本發(fā)明涉及空氣凈化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材及其制備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，許多國(guó)家制訂了環(huán)境污染治理法，并相應(yīng)建立各種凈化設(shè)施。目前，我國(guó)市場(chǎng)上的空氣過(guò)濾材料大多為非織造布禍膜過(guò)濾，其功能僅有除塵，而不具備吸附、殺菌燈功能；目前，國(guó)內(nèi)雖然有少數(shù)幾家單位發(fā)明了利用活性炭、纖維網(wǎng)相結(jié)合的空氣過(guò)濾材料，但吸附性較差、處理效率低，且使用壽命較短，增加了經(jīng)濟(jì)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材及其制備，通過(guò)改性、混合、活化等步驟制成，制得的產(chǎn)品具有優(yōu)良的吸附效能，比表面積可達(dá)1940-2256m2/g，相較于傳統(tǒng)未處理的活性炭比表面積提高了2.2倍以上，且具有清香、殺菌效果，有效改善了空氣質(zhì)量，凈化效果強(qiáng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭40-50份、納米二氧化鈦水溶膠20-23份、稀土氧化物2-7份、桐油2-3份、水玻璃1-5份、碳酸鹽溶液4-6份、混合粉料2-5份。
優(yōu)選的，所述稀土氧化物為摩爾比1:0-0.4的氧化鈰、氧化鈧組合物。
優(yōu)選的，所述碳酸鹽溶液為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨中的任意一種。
優(yōu)選的，所述混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，其中植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的20-30％。
優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1。
優(yōu)選的，所述植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物。
優(yōu)選的，高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下恒溫反應(yīng)0.5-1.2h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?0-30min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?5-30min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣?，然后將其加入混合料二中?2-64℃保溫?cái)嚢?0-60min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可。
優(yōu)選的，步驟1)中恒溫反應(yīng)溫度為40-45℃。
優(yōu)選的，步驟3)中升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至280℃-330℃保溫1.5-3h。
由于采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)改性、混合、活化等步驟制成，制得的產(chǎn)品具有優(yōu)良的吸附效能，比表面積可達(dá)1940-2256m2/g，相較于傳統(tǒng)未處理的活性炭比表面積提高了2.2倍以上，延長(zhǎng)了使用壽命，提高了凈化效率，且具有清香、殺菌效果，有效改善了空氣質(zhì)量，凈化效果強(qiáng)。
采用碳酸鹽溶液先對(duì)活性炭進(jìn)行堿化改性，有效提高了后續(xù)與二氧化鈦的催化共混效果，且堿化的同時(shí)加熱，分解形成的氣體有利于進(jìn)一步提高活性炭的孔隙率。隨后將水玻璃、桐油加入其中在保證組分間良好觸變流動(dòng)的同時(shí)，提高了空間孔隙間的交聯(lián)穩(wěn)定性，配合混合粉料提高了吸附、殺菌效果，提高了對(duì)酸性氣體的吸附能力，且混合粉料中包含有植物粉料，在消除異味的同時(shí)可散發(fā)清香，雙重作用，空氣凈化效果更強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭45份、納米二氧化鈦水溶膠22份、稀土氧化物3份、桐油2.5份、水玻璃4份、碳酸鹽溶液4份、混合粉料3份。
其中：
稀土氧化物為摩爾比1:0.2的氧化鈰、氧化鈧組合物；碳酸鹽溶液為碳酸氫鈉；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的25％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下40℃恒溫反應(yīng)0.8h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?0min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?5min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣?，然后將其加入混合料二中?2-64℃保溫?cái)嚢?5min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至280℃保溫1.8h。
實(shí)施例2：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭48份、納米二氧化鈦水溶膠21.5份、稀土氧化物5份、桐油2.3份、水玻璃3份、碳酸鹽溶液5份、混合粉料4份。
其中：
稀土氧化物為摩爾比1:0.4的氧化鈰、氧化鈧組合物；碳酸鹽溶液為碳酸鈉；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的30％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下45℃恒溫反應(yīng)0.5h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?5min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?5min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣睿缓髮⑵浼尤牖旌狭隙校?2-64℃保溫?cái)嚢?0min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至290℃保溫2.2h。
實(shí)施例3：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭42份、納米二氧化鈦水溶膠22.8份、稀土氧化物7份、桐油3份、水玻璃5份、碳酸鹽溶液4份、混合粉料5份。
其中：
稀土氧化物為摩爾比1:0.3的氧化鈰、氧化鈧組合物；碳酸鹽溶液為碳酸氫鉀；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的25％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下40℃恒溫反應(yīng)1h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?5min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?0min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣?，然后將其加入混合料二中?2-64℃保溫?cái)嚢?0min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至300℃保溫2.8h。
實(shí)施例4：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭50份、納米二氧化鈦水溶膠23份、稀土氧化物4份、桐油2.2份、水玻璃5份、碳酸鹽溶液6份、混合粉料5份。
其中：
稀土氧化物為摩爾比1:0.1的氧化鈰、氧化鈧組合物；碳酸鹽溶液為碳酸氫銨中；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的25％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下40℃恒溫反應(yīng)1.2h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?5min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?0min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣?，然后將其加入混合料二中?2-64℃保溫?cái)嚢?0min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至330℃保溫1.5h。
實(shí)施例5：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭40份、納米二氧化鈦水溶膠20.7份、稀土氧化物4份、桐油2份、水玻璃2份、碳酸鹽溶液5份、混合粉料4份。
其中：
稀土氧化物為氧化鈰；碳酸鹽溶液為碳酸銨；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的20％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下45℃恒溫反應(yīng)1h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?0min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?0min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣?，然后將其加入混合料二中?2-64℃保溫?cái)嚢?5min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至280℃保溫3h。
實(shí)施例6：
一種高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材，包括以下重量份組分：活性炭46份、納米二氧化鈦水溶膠20份、稀土氧化物2份、桐油2.6份、水玻璃1份、碳酸鹽溶液4份、混合粉料2份。
其中：
稀土氧化物為氧化鈰；碳酸鹽溶液為碳酸氫銨；混合粉料包括無(wú)機(jī)粉料和植物粉料，無(wú)機(jī)粉料為納米硅藻土、納米膨潤(rùn)土的混合物，兩者質(zhì)量比為2:1，植物粉料為質(zhì)量比1：1:1：1的綠蘿葉、竹葉、荷葉、香樟葉混合物，植物粉料占混合粉料總質(zhì)量的25％。
高比表面積改性復(fù)合活性炭空氣濾材制備步驟如下：
1)將碳酸鹽溶液加入活性炭中，攪拌混勻后在惰性氛圍下40℃恒溫反應(yīng)0.9h，取出后加入納米二氧化鈦水溶膠中，50℃保溫?cái)嚢?0min，得混合料一；
2)將桐油、水玻璃加入混合料一中，繼續(xù)升溫至62-64℃，保溫?cái)嚢?0min，得混合料二；
3)向混合粉料中加入適量的水?dāng)嚢璩上『隣睿缓髮⑵浼尤牖旌狭隙校?2-64℃保溫?cái)嚢?0min，然后再將稀土氧化物加入其中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至馬弗爐內(nèi)升溫活化，取出冷卻后破碎成顆粒狀，即可，升溫活化具體為現(xiàn)在150℃保溫1h，然后升溫至320℃保溫2.4h。
以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。