一種有害氣體吸附劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及空氣凈化材料技術領域，尤其涉及一種有害氣體吸附劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著世界經濟的發展和各國對工業安全生產的關注，人們對有毒有害氣體危害性 的認識也在不斷加深，圍繞有毒有害氣體的凈化處置，國內外廣大研究學者們發揚了勇于 探索的精神，不斷尋找合理高效的解決方法，一系列有毒有害氣體凈化處理的措施被用于 應急處置和日常工業生產廢氣凈化中。
[0003] 目前存在的有毒有害氣處理方法包括燃燒法、溶液吸收法、催化轉化法、吸附劑吸 附法、生物處理法和等離子體凈化法等。其中，燃燒法會造成二次污染，溶液吸收法和生物 處理法的處理時間長，催化轉化法需要在一定的條件下才能進行，而等離子體凈化法則需 要昂貴的設備。與其他處理方法相比，吸附劑吸附法若能適應合適的高效的吸附劑，將可以 極大解決有害氣體凈化的進程。
[0004] 工業上常用的吸附劑包括:活性炭、活性氧化鋁、硅膠、合成沸石分子篩、有機樹脂 吸附劑等，其中，包括顆粒狀活性炭和活性炭纖維在內的活性炭因其價廉易得而被廣泛應 用。但是上述的吸附劑均存在吸附容易飽和、容易揚塵造成二次污染的缺點。
【發明內容】
[0005] 本發明解決的技術問題在于提供一種有害氣體吸附劑的制備方法，該吸附劑對有 害氣體具有較高的飽和容量，易再生使用，無需頻繁更換。
[0006] 有鑒于此，本發明提供了一種有害氣體吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 將12-15質量份的環糊精修飾的磁性催化材料加入至去離子水中，超聲分散后得 到均相溶液；
[0008] 將20-25質量份的有害氣體吸附外層材料加入至所述均相溶液中，攪拌后得到前 驅溶液；
[0009] 向所述前驅溶液中加入2-3質量份的硅烷偶聯劑、1-2質量份的碳酸氫鉀和0.1-0.3質量份的聚苯乙烯磺酸鈉，加熱至35-40 °C，攪拌后得到黑色溶液，磁性分離，洗滌、干燥 后得到有害氣體吸附劑。
[0010] 優選的，所述環糊精修飾的磁性催化材料按照如下方法制備：
[0011] 將10-15質量份的磁性催化材料分散至去離子水中，調節pH值至5-6,然后加入10-12質量份的環糊精材料和0.3-0.5質量份的氨腈溶液，在80-90°C下反應，洗滌、干燥后得到 環糊精修飾的磁性催化材料。
[0012] 優選的，所述磁性催化材料按照如下方法制備：
[0013] 將0.2-0.4質量份的Fe304分散至第一混合溶液中，攪拌，然后加入2-4質量份的檸 檬酸鈉、1-2質量份的苯甲酸、1-2質量份的聚乙二醇和0.1-0.15質量份的吐溫20,超聲處 理，加入8-10質量份的鈦酸正丁酯，超聲分散后得到第二混合溶液，所述第一混合溶液包括 40-50質量份的二甲基甲酰胺和100-120質量份的異丙醇；
[0014] 將所述第二混合溶液加入至反應釜中，在馬弗爐中加熱至180-200°c，反應12-18 小時，洗滌，干燥，在300-400°C下煅燒2小時，得到磁性催化材料。
[0015] 優選的，所述Fe3〇4的粒徑為500-1000nm。
[0016] 優選的，所述環糊精材料為a-環糊精、環糊精、y -環糊精、羥丙基-0-環糊精、羥 丙基-y -環糊精、甲基-0-環糊精和羧甲基-0-環糊精中的一種或幾種。
[0017] 優選的，所述有害氣體吸附外層材料按照如下方法制備：
[0018] 將1-3質量份的硫酸銅、1-1.5質量份的氯化錳加入至第三混合溶液中，攪拌后加 入5-8質量份的均苯三甲酸和0.1-0.3質量份的三乙胺，繼續攪拌，得到第四混合溶液；
[0019] 將所述第四混合溶液置于反應釜中，在馬弗爐中加熱到180-200°c，反應8-10小 時，洗滌，過濾、干燥后得到有害氣體吸附外層材料，所述第三混合溶液包括10-15質量份的 去離子水、40-50質量份的乙醇、10-12質量份的二氧六環。
[0020] 優選的，得到均相溶液的步驟中，超聲分散的時間為lOmin。
[0021]優選的，得到前驅溶液的步驟中，攪拌時間為lOmin。
[0022]優選的，所述硅烷偶聯劑為KH570。
[0023]優選的，得到有害氣體吸附劑的步驟中，干燥的溫度為60°C。
[0024] 本發明提供了一種有害氣體吸附劑的制備方法，包括:將12-15質量份的環糊精修 飾的磁性催化材料加入至去離子水中，超聲分散后得到均相溶液;將20-25質量份的有害氣 體吸附外層材料加入至所述均相溶液中，攪拌后得到前驅溶液；向所述前驅溶液中加入2-3 質量份的硅烷偶聯劑、1-2質量份的碳酸氫鉀和0.1-0.3質量份的聚苯乙稀磺酸鈉，加熱至 35-40°C，攪拌后得到黑色溶液，磁性分離，洗滌、干燥后得到有害氣體吸附劑。與現有技術 相比，本發明采用的有害氣體吸附外層材料具有極大的比表面積、高的孔隙率，可以儲存大 量的氣體。環糊精修飾的磁性催化材料與有害氣體吸附外層材料復合之后，通過金屬有機 框架材料運輸過來的有害氣體被環糊精進行捕獲，然后通過磁性催化材料進行催化降解。 此磁性復合有害氣體吸附劑只要通過去離子水和乙醇洗滌，干燥后即可再次循環使用，易 再生使用，無需頻繁更換。實驗結果表明，本發明制備的有害氣體吸附劑具有較高的飽和容 量。
【具體實施方式】
[0025] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0026] 本發明實施例公開了一種有害氣體吸附劑的制備方法，將有害氣體吸附外層材料 包覆到環糊精修飾的磁性催化材料的外表面，形成本發明所用的磁性復合有害氣體吸附 劑，包括以下步驟:將12-15質量份的環糊精修飾的磁性催化材料加入至去離子水中，超聲 分散后得到均相溶液;將20-25質量份的有害氣體吸附外層材料加入至所述均相溶液中，攪 拌后得到前驅溶液；向所述前驅溶液中加入2-3質量份的硅烷偶聯劑、1-2質量份的碳酸氫 鉀和0.1-0.3質量份的聚苯乙烯磺酸鈉，加熱至35-40°C，攪拌后得到黑色溶液，磁性分離， 洗滌、干燥后得到有害氣體吸附劑。
[0027]作為優選方案，所述環糊精修飾的磁性催化材料按照如下方法制備:將10-15質量 份的磁性催化材料分散至去離子水中，調節pH值至5-6,然后加入10-12質量份的環糊精材 料和0.3-0.5質量份的氨腈溶液，在80-90°C下反應，洗滌、干燥后得到環糊精修飾的磁性催 化材料。
[0028] 作為優選方案，所述磁性催化材料優選按照如下方法制備：將0.2-0.4質量份的 Fe3〇4分散至第一混合溶液中，攪拌，然后加入2-4質量份的檸檬酸鈉、1-2質量份的苯甲酸、 1-2質量份的聚乙二醇和0.1-0.15質量份的吐溫20,超聲處理，加入8-10質量份的鈦酸正丁 酯，超聲分散后得到第二混合溶液，所述第一混合溶液包括40-50質量份的二甲基甲酰胺和 100-120質量份的異丙醇；將所述第二混合溶液加入至反應釜中，在馬弗爐中加熱至180-200 °C，反應12-18小時，洗滌，干燥，在300-400°C下煅燒2小時，得到磁性催化材料。所述 Fe3〇4的粒徑優選為500-1000nm，更優選為600-900nm。
[0