【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及廢氣吸附材料制備領域，具體涉及一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法。
技術介紹
1、“三苯”廢氣是指含苯、甲苯和二甲苯三種有毒有害、易燃易爆芳香烴的氣體，通常產生于制鞋、油漆、印刷等行業，其治理常采用活性炭吸附法。一種是活性炭吸附脫附回收法，活性炭在常溫下吸附飽和后，以水蒸汽在110?℃以下解析，冷凝分離后回收溶劑，該工藝適合處理單一組分，且投資較大，不適于小廠使用。另一種是活性炭吸附催化燃燒法，活性炭吸附污染物后用熱風解吸，然后采取催化燃燒，適用于大風量有機廢氣，無二次污染，但是由于活性炭層厚，容易造成熱量堆積引發自燃，安全性差。此外，傳統的空氣凈化用活性炭多為柱狀或顆粒狀，需要經過粘合、造粒、改性等繁雜工序，且會對環境造成污染。例如，cn?106000432?a公開了“用于空氣凈化的負載催化劑的木質顆?；钚蕴考捌渲苽浞椒ā?，將粉狀活性炭經過粘合、造粒、改性負載催化劑后得到顆粒狀碳基催化劑；cn110575813?a公開了“一種高吸附性空氣凈化用活性炭制備方法”，先將原料活化后得到粉體活性炭，再經過粘合、造粒、碳化得到顆?；钚蕴?，最后在有機胺溶液中浸漬改性后熱處理得到改性活性炭。
2、碳氣凝膠材料具有豐富的三維網絡結構和高連續的孔隙率，在氣體吸附和空氣凈化方面受到廣泛關注，更重要地是，其超輕、高彈性、絕熱等特性使其既適用于復雜組分又不容易熱量堆積引發自燃。
技術實現思路
1、本專利技術為解決對于“三苯”廢氣治理，活性炭層厚，容易造成熱量堆積引發自燃，安全性差
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案為：一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：
3、（1）將天然聚合物與去離子水混合均勻配置溶液，然后加入交聯劑在70~80?℃水浴攪拌，交聯反應結束后將溶液倒入模具中，靜置去除氣泡得到復合水凝膠；
4、（2）將步驟（1）中得到的復合水凝膠放在裝有液氮的長方體鋼罐上方1~2?cm處，使其定向冷凍；完全冷凍后將樣品脫模并進行冷凍干燥24~48?h，得到氣凝膠；
5、（3）將步驟（2）中得到的氣凝膠材料在活化劑溶液中浸漬，然后在110?℃真空干燥箱中烘干；隨后置于管式爐中進行熱處理，水洗后得到具有分級多孔結構的碳氣凝膠材料。
6、本專利技術以天然聚合物為原料，加入交聯劑增強復合水凝膠的力學性能；定向冷凍可以使冰核橫向生長，提高材料的穩定性；適當的活化劑和熱處理可以提高碳氣凝膠材料的介孔率，進而提高材料的吸附性能。
7、作為本專利技術技術方案的進一步限定，步驟（1）中所述的天然聚合物為殼聚糖、纖維素和玉米淀粉中的一種或多種，交聯劑為海藻酸鈉和聚乙烯醇中的一種或等比混合物。
8、作為本專利技術技術方案的進一步限定，所述天然聚合物、去離子水與交聯劑的質量比為3~8：90~95：1~3。
9、作為本專利技術技術方案的進一步限定，步驟（3）中所述的活化劑為磷酸或氧化鎂，氣凝膠與活化劑的質量比為1~2：1，活化劑溶液的溶劑為水或酒精，加入適量水或酒精制成溶液來浸漬，在活化劑溶液中浸漬時間為十分鐘。
10、作為本專利技術技術方案的進一步限定，步驟（3）中所述的熱處理操作具體為在氬氣流動條件下，以5~10?℃/min的升溫速率加熱至至400~650?℃，恒溫1~3?h。
11、作為本專利技術技術方案的進一步限定，步驟（3）中所制備的碳氣凝膠材料的比表面積為1000~1400?m2/g，孔容0.6~0.8?cm3/g，介孔率為20%~30%。
12、與現有技術相比本專利技術具有以下有益效果：
13、1、本專利技術基于冷凍干燥和熱處理工藝制備了具有優異孔結構的碳氣凝膠材料，本專利技術制備的材料比傳統活性炭的孔隙結構更加豐富，且不需要添加金屬催化劑，比表面積約1000~1400?m2/g，孔容約0.6~0.8?cm3/g，介孔率為20%~30%。
14、2、在具體的使用過程中，本專利技術制備的碳氣凝膠材料可以既處理單一組分也可以應對復雜組分，且由于具備彈性，其吸附飽和后脫附回收更為簡單。相比傳統顆?；钚蕴康闹苽涔に嚕緦＠夹g工藝簡單，避免了傳統粘合、造粒、改性等繁雜工序，且原料來源廣泛，設備簡單，具備批量化生產的潛力。
15、3、本專利技術材料超輕絕熱，不容易造成熱量堆積引發自燃，極大地提高了安全性。
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1.一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的天然聚合物為殼聚糖、纖維素和玉米淀粉中的一種或多種，交聯劑為海藻酸鈉和聚乙烯醇中的一種或等比混合物。
3.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述天然聚合物、去離子水與交聯劑的質量比為3~8：90~95：1~3。
4.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的活化劑為磷酸或氧化鎂，氣凝膠與活化劑的質量比為1~2：1，活化劑溶液的溶劑為水或酒精，在活化劑溶液中浸漬時間為十分鐘。
5.?根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的熱處理操作具體為在氬氣流動條件下，以5~10?℃/min的升溫速率加熱至至400~650?℃，恒溫1~3?h。
6.?根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所制備的碳氣凝膠材料的比表面積為1000~
...【技術特征摘要】
1.一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的天然聚合物為殼聚糖、纖維素和玉米淀粉中的一種或多種，交聯劑為海藻酸鈉和聚乙烯醇中的一種或等比混合物。
3.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述天然聚合物、去離子水與交聯劑的質量比為3~8：90~95：1~3。
4.根據權利要求1所述的一種空氣凈化用碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的活化劑為磷酸或...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭清祥，王德周，郭軍軍，郭澤宇，冷新宇，閆斌，吳丹蕾，
申請(專利權)人：山西新華防化裝備研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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