一種改性活性炭空氣凈化劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及吸附劑領域，具體的是一種改性活性炭空氣凈化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市化進程的加快、城市人口的增加以及環保意識的加強，城市工業廢水與生活污水的排放量日益增多，城市污水處理率也逐年提高，污水廠的污泥產生率也急劇增加。污水處理廠的污泥含水率高，有大量的有機物、有毒有害物質等的具有復雜流變性的半干性固體廢物，它容量大、易腐敗、不穩定、有惡臭，如不妥善處理，將帶來嚴重的環境污染。活性炭是多孔吸附材料，具有豐富的孔隙結構、較高的比表面積以及很強的吸附能力。近年來廣泛應用于凈化空氣、除臭、脫色、污水處理等，需求量增加。活性炭的原材料主要是煤和木材等含碳材料，成本較高，污泥中含有大量的有機物，具有被加工成含碳吸附劑的客觀條件，利用污泥熱解法制備活性炭活性炭，不僅能獲得廉價的活性炭，將污泥中可溶性重金屬轉化成難溶物固定在活性炭中，從而減少對環境的污染，還可以將污泥活性炭運用于污水處理、空調凈化、脫色、有毒有害物質等處理。
[0003]空氣凈化劑是指利用自然物質本身所具有的吸附、分解原理，經過現代科學技術處理，所形成的具有消除空氣中有害氣體、祛除各種異味功能的產品。活性炭因其價格便宜是最常用的一種凈化劑。活性炭是一種多孔性的含碳物質，其高度發達的孔隙結構使它具有龐大的表面積，所以很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸，這種高度發達的孔隙結構構成了一個強大吸附力場，賦予了活性炭特有的吸附性能，從而達到吸附、凈化的作用。目前市場上主要有化學類、生物類、光觸媒類產品，這些產品價格昂貴，具有一定使用條件的限制，而活性炭類具有價格實惠、使用方便，無污染，無副作用，使用效果理想等優點，受到廣泛的應用。但是普通活性炭比表面積低，吸附性能差，吸附劑容易飽和，吸附效率低，且分離不方便等方面的缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種改性活性炭空氣凈化劑及其制備方法。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下:
一種改性活性炭空氣凈化劑，由下列重量份的原料制成:污泥100-150、玉米秸桿13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6_9、十六烷基三甲基溴化銨2_4、聚乙烯醇2-3、硼纖維7-11、二甲基硅油1-3、聚丙烯粉5-9、蒸餾水適量；
本發明所述一種改性活性炭空氣凈化劑，由以下具體步驟制成:
(1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用；
(2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用；
(3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于400-600°C下熱解炭化Ih待用；
(4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散10-20min后和步驟(3)的產物浸泡12h ；
(5)將步驟(4)得到的浸漬產物轉移至烘箱中于110°C下干燥10-12h ；
(6)將步驟(5)得到的干燥產物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至400-750° C時，恒溫保持50_150min，隨爐冷卻后粉碎備用；
(7)將硼纖維、二甲基硅油、聚丙烯粉和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態混合物，然后加到圓盤造粒機中制成小球，經篩分后選出粒徑大小在5-15mm范圍，然后在200-250° C下煅燒0.5_lh ；
(8)將十六烷基三甲基溴化銨用5-7倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產物加入其中，超聲分散l_2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
[0006]本發明的優點是:本發明在污泥中添加的玉米秸桿和花生殼增加了污泥的含碳量，提高了污泥的吸附性，將氯化鋅用氧化鋯和硅酸鎂改性活化活性炭，增多了污泥活性炭的孔徑，提高了吸附性能和殺菌性，利用錳礦石粉在高溫煅燒時形成骨架使污泥活性炭不易掉粉、耐磨，并且利用十六烷基三甲基溴化銨改性增強了吸附劑的吸附性能，擴大了吸附范圍，對陰離子的污染物吸附性好，添加的硼纖維、二甲基硅油和聚丙烯粉協同作用提高了吸附劑的韌性、耐熱性、吸附性和強度，提高了耐磨性，不易散落，使用壽命長，本發明制備工藝簡潔、性能穩定、成本低廉，有工業化生產的潛力。
【具體實施方式】
[0007]下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。
[0008]一種改性活性炭空氣凈化劑，由下列重量份(公斤)的原料制成:污泥130、玉米秸桿16、花生殼21、氯化鋅46、硅酸鎂15、氧化鋯8、十六烷基三甲基溴化銨3、聚乙烯醇3、硼纖維9、二甲基硅油2、聚丙烯粉8、蒸餾水適量；
本發明所述一種改性活性炭空氣凈化劑，由以下具體步驟制成:
(1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風干，之后于烘箱中110°C下干燥18h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用；
(2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用；
(3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于500°C下熱解炭化Ih待用；
(4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散20min后和步驟(3)的產物浸泡12h ；
(5)將步驟(4)得到的浸漬產物轉移至烘箱中于110°C下干燥1h ;
(6)將步驟(5)得到的干燥產物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至600° C時，恒溫保持lOOmin，隨爐冷卻后粉碎備用；
(7)將硼纖維、二甲基硅油、聚丙烯粉和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態混合物，然后加到圓盤造粒機中制成小球，經篩分后選出粒徑大小在5-15mm范圍，然后在200° C下煅燒Ih ;
(8)將十六烷基三甲基溴化銨用6倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產物加入其中，超聲分散2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
[0009]經測定，具體實施例中制備的活性炭吸附劑的性能指標如下:
落粉率(％):0.6 ；
抗壓強度(N/顆):24 ;
磨損率(％):0.4 ；
碘吸附(mg/g):1230 ；
靜態水吸附量(％):19.1o
【主權項】
1.一種改性活性炭空氣凈化劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成:污泥100-150、玉米秸桿13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6-9、十六烷基三甲基溴化銨2-4、聚乙烯醇2-3、硼纖維7-11、二甲基硅油1-3、聚丙烯粉5_9、蒸餾水適量。2.根據權利要求1所述一種改性活性炭空氣凈化劑，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將污水處理廠的污泥于自然條件下風干，之后于烘箱中110°C下干燥18-20h，冷卻后研磨成粒徑為1_3_的污泥顆粒待用； (2)將玉米秸桿、花生殼置于烘箱中于80°C下烘干至恒重，冷卻后粉碎大小成l_5mm待用； (3)將步驟(I)和步驟(2)中的物料混合后置于管式爐中于400-600°C下熱解炭化Ih待用； (4)將氯化鋅、硅酸鎂和氧化鋯混合均勻，加入適量的蒸餾水將氯化鋅配制成4mol/l的濃度，超聲分散10-20min后和步驟(3)的產物浸泡12h ； (5)將步驟(4)得到的浸漬產物轉移至烘箱中于110°C下干燥10-12h ； (6)將步驟(5)得到的干燥產物和錳礦石粉放入馬弗爐中，通入氮氣作為保護氣氛，以10-20° C/min速度升溫，升高至400-750° C時，恒溫保持50_150min，隨爐冷卻后粉碎備用； (7)將硼纖維、二甲基硅油、聚丙烯粉和步驟(6)所得的物料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液攪拌成濕態混合物，然后加到圓盤造粒機中制成小球，經篩分后選出粒徑大小在5-15mm范圍，然后在200-250° C下煅燒0.5_lh ； (8)將十六烷基三甲基溴化銨用5-7倍的乙醇溶解，攪拌均勻后將步驟(7)得到的產物加入其中，超聲分散l_2h后用蒸餾水清洗至PH呈中性烘干即可。
【專利摘要】本發明公開了一種改性活性炭空氣凈化劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成：污泥100-150、玉米秸稈13-17、花生殼15-24、氯化鋅30-50、硅酸鎂13-16、氧化鋯6-9、十六烷基三甲基溴化銨2-4、聚乙烯醇2-3、硼纖維7-11、二甲基硅油1-3、聚丙烯粉5-9、蒸餾水適量；本發明添加的硼纖維、二甲基硅油和聚丙烯粉協同作用提高了吸附劑的韌性、耐熱性、吸附性和強度，提高了耐磨性，不易散落，使用壽命長，本發明制備工藝簡潔、性能穩定、成本低廉，有工業化生產的潛力。
【IPC分類】B01J20/30, B01D53/00, B01J20/26, B01D53/02
【公開號】CN104941604
【申請號】CN201510258267
【發明人】孫夕雨
【申請人】蚌埠德美過濾技術有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月20日