活性炭或活性碳纖維的制備方法及凈化介質(zhì)的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及活性炭或活性碳纖維的制備方法及凈化介質(zhì)的制備方法，通過(guò)將納米二氧化鋅光催化劑生長(zhǎng)在活性炭或活性碳纖維上，再將所述的活性炭或活性碳纖維加工制作為活性炭空氣凈化濾網(wǎng)或活性碳纖維空氣凈化濾網(wǎng)，在紫外光源的催化作用下，實(shí)現(xiàn)活性炭或活性碳纖維的再生利用。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)中活性炭或活性碳纖維的光催化再生可以大量減少傳統(tǒng)熱再生技術(shù)對(duì)能源的消耗，減少大氣污染，降低能源浪費(fèi)，有利于節(jié)能減排。進(jìn)一步，將光催化技術(shù)和活性炭或活性碳纖維吸附技術(shù)相結(jié)合，利用活性炭或活性碳纖維的吸附作用為空氣凈化中光催化提供了一個(gè)高濃度的反應(yīng)場(chǎng)所，提高了光催化效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)涉及，通過(guò)將納米二氧化鋅光催化劑生長(zhǎng)在活性炭或活性碳纖維上，再將所述的活性炭或活性碳纖維加工制作為活性炭空氣凈化濾網(wǎng)或活性碳纖維空氣凈化濾網(wǎng)，在紫外光源的催化作用下，實(shí)現(xiàn)活性炭或活性碳纖維的再生利用。本專(zhuān)利技術(shù)中活性炭或活性碳纖維的光催化再生可以大量減少傳統(tǒng)熱再生技術(shù)對(duì)能源的消耗，減少大氣污染，降低能源浪費(fèi)，有利于節(jié)能減排。進(jìn)一步，將光催化技術(shù)和活性炭或活性碳纖維吸附技術(shù)相結(jié)合，利用活性炭或活性碳纖維的吸附作用為空氣凈化中光催化提供了一個(gè)高濃度的反應(yīng)場(chǎng)所，提高了光催化效率。【專(zhuān)利說(shuō)明】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及再生活性炭或活性碳纖維領(lǐng)域，特別是涉及一種。
技術(shù)介紹
化學(xué)吸附是將污染的空氣通過(guò)吸附劑層，使污染物被吸附從而達(dá)到凈化空氣的目的。常用的吸附劑有多孔碳材料、活性碳纖維、新型活性炭、沸石、硅膠、分子篩、多孔粘土礦石和活性氧化鋁等，其中應(yīng)用最廣泛的是活性炭和活性碳纖維。這些吸附劑不僅有較大的比表面積，而且有適宜的孔徑分布。高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)一毛細(xì)管構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大吸附力場(chǎng)。當(dāng)氣體污染物碰到毛細(xì)管時(shí)，活性炭或活性碳纖維孔周?chē)鷱?qiáng)大的吸附力場(chǎng)會(huì)立即將氣體分子吸入孔內(nèi)，達(dá)到凈化空氣的作用。但是，活性炭或活性碳纖維只能暫時(shí)吸附污染物，由于吸附劑存在吸附飽和狀態(tài)，達(dá)到飽和狀態(tài)的吸附劑不再吸附污染物，所吸附的污染物有可能游離出來(lái)，重新進(jìn)入空氣中，造成二次污染，而且吸附劑需定期更換，因而實(shí)際使用時(shí)很不方便。活性炭或活性碳纖維再生，是指用物理或化學(xué)方法在不破壞活性炭或活性碳纖維原有結(jié)構(gòu)的前提下，將吸附于活性炭或活性碳纖維上的吸附質(zhì)予以去除，恢復(fù)其吸附性能，從而達(dá)到重復(fù)使用的目的。根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，目前再生方式一般都是首選高溫加熱再生法，高溫加熱再生法的優(yōu)點(diǎn)在于其在再生過(guò)程中能分解多種物質(zhì)，再生環(huán)境良好，從而成為主要再生方法。但是這種方式也有難以解決的問(wèn)題:1)再生過(guò)程中活性炭或活性碳纖維損失往往較大；(2)再生后活性炭或活性碳纖維吸附能力會(huì)有明顯下降；(3)再生時(shí)產(chǎn)生的尾氣會(huì)造成空氣的二次污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提出，通過(guò)將光催化劑生長(zhǎng)在活性炭或活性碳纖維上，以有效實(shí)現(xiàn)用于空氣凈化領(lǐng)域中的活性炭或活性碳纖維的再生利用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種活性炭或活性碳纖維的制備方法，所述活性炭或活性碳纖維在光催化的條件下再生，所述的制備方法包括如下步驟:A、制備氧化鋅溶膠；B、將干燥的活性炭或活性碳纖維浸入制備的氧化鋅溶膠中；C、等活性炭或活性碳纖維吸附溶膠達(dá)到飽和之后，將其從溶膠中撈出，并放入60?80°C的干燥箱中干燥I小時(shí)；D、重復(fù)步驟B、步驟C至少一次，最后一次干燥4?6小時(shí)。E、將活性炭或活性炭纖維放入硝酸鋅和六次甲基四胺的混合水溶液中，并在80?90°C的條件下水浴加熱2?3小時(shí)；F、將活性炭或活性碳纖維取出并用去離子水沖洗，轉(zhuǎn)移到60?80°C的干燥箱干燥2?4小時(shí)；G、取出，轉(zhuǎn)入到300?350°C的真空干燥箱中干燥2?4小時(shí)；H、干燥2?4小時(shí)后，關(guān)閉真空干燥箱電源，自然冷卻。優(yōu)選地，在步驟E中，所述硝酸鋅和六次甲基四胺的混合水溶液中硝酸鋅和六次甲基四胺的濃度相同，并且濃度為0.02?0.03mol/L。本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種空氣凈化介質(zhì)的制備方法，由上述步驟制備方法制備負(fù)載有納米氧化鋅的活性炭或活性碳纖維，將所述的活性炭或活性碳纖維加工制作為活性炭空氣凈化濾網(wǎng)或活性碳纖維空氣凈化濾網(wǎng)，并在所述空氣凈化濾網(wǎng)前后各設(shè)置至少一個(gè)紫外光源。優(yōu)選地，制作活性炭空氣凈化濾網(wǎng)時(shí)，所述活性炭為單層填充。優(yōu)選地，制作活性碳纖維空氣凈化濾網(wǎng)時(shí)，所述空氣凈化濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)為單層活性碳纖維。基于上述技術(shù)方案，本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:本專(zhuān)利技術(shù)，通過(guò)對(duì)活性炭或活性碳纖維負(fù)載納米氧化鋅，進(jìn)行光催化再生利用，以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。與此同時(shí)，納米氧化鋅光催化再生可以大量減少傳統(tǒng)熱再生技術(shù)對(duì)能源的消耗，減少大氣污染，降低能源浪費(fèi)，有利于節(jié)能減排。進(jìn)一步，將光催化技術(shù)和活性炭或活性碳纖維吸附技術(shù)相結(jié)合，一方面利用活性炭或活性碳纖維的吸附作用為光催化提供了一個(gè)高濃度的反應(yīng)場(chǎng)所，提高了催化效率；另一方面，吸附在活性炭或活性碳纖維上的有害氣體被降解，使得活性炭或活性碳纖維得以無(wú)損耗地原位再生，提高了其使用壽命。【具體實(shí)施方式】實(shí)施例1下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種活性炭或活性碳纖維的制備方法，所述活性炭或活性碳纖維在光催化的條件下再生，所述的制備方法包括如下步驟:A、制備氧化鋅溶膠。制備方法為將一定量的醋酸鋅加入到400ml的乙醇中，并在95°C的水浴中回流一段時(shí)間；冷卻之后加入一定量的的氫氧化鋰，并攪拌溶解；再對(duì)溶膠進(jìn)行抽濾，以除去溶膠中的大顆粒，之后將溶膠用乙醇稀釋一倍。B、將干燥的活性炭或活性碳纖維浸入上述制備的氧化鋅溶膠中。此時(shí)的活性炭或活性碳纖維一定要干燥，這樣才不會(huì)引入水分，防止氧化鋅凝膠化聚沉，以至于破壞溶膠的穩(wěn)定性。C、等活性炭或活性碳纖維吸附溶膠達(dá)到飽和之后，將其從溶膠中撈出，并放入70°C的干燥箱中干燥I小時(shí)。在此溫度下活性炭或活性碳纖維氧化速度極度緩慢，其重量損耗可以忽略不計(jì)；干燥之后，表面形成一層氧化鋅種子晶粒層。D、重復(fù)步驟B、步驟C兩次，最后一次干燥5小時(shí)。重復(fù)兩次之后，活性炭或活性碳纖維上形成一層均勻致密的氧化鋅種晶層。E、將上述活性炭或活性炭纖維放入硝酸鋅和六次甲基四胺的混合水溶液中，并在80?90°C的條件下水浴加熱3小時(shí)；所述硝酸鋅和六次甲基四胺的混合水溶液中硝酸鋅和六次甲基四胺的濃度相同，并且濃度為0.02mol/L，這樣使得溶液的PH值基本能夠保持穩(wěn)定，有利于硝酸鋅的電離水解，以生長(zhǎng)出完整的六方氧化鋅納米陣列。F、將其取出并用去離子水沖洗，去除溶解掉其表面的硝酸鋅，之后放入70°C的干燥箱干燥3小時(shí)，促使其失水脫羥去除部分水分。G、取出，轉(zhuǎn)入到320°C的真空干燥箱中干燥3小時(shí)。通過(guò)高溫，氧化鋅完全失去水分，形成納米陣列結(jié)構(gòu)，同時(shí)表面的有機(jī)物也得以在高溫下分解，提高了納米氧化鋅的光催化活性。與此同時(shí)，采用真空干燥箱使得活性炭或活性碳纖維處于一個(gè)無(wú)氧的化學(xué)氣氛，使其不會(huì)在高溫的條件下發(fā)生嚴(yán)重氧化，從而避免了活性炭或活性碳纖維在較高溫度下質(zhì)量損失嚴(yán)重的缺點(diǎn)。H、干燥3小時(shí)后，關(guān)閉真空干燥箱電源，使活性炭或活性碳纖維在真空干燥箱中隔絕空氣自然冷卻，進(jìn)一步防止將其從真空干燥箱取出時(shí)溫度過(guò)高導(dǎo)致氧化，發(fā)生質(zhì)量損失。將經(jīng)過(guò)上述步驟制備的負(fù)載有納米氧化鋅的活性炭或活性碳纖維加工制作為空氣凈化濾網(wǎng)。當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，本專(zhuān)利技術(shù)所述的光催化劑納米氧化鋅也可以換成納米二氧化鈦，只需在制備溶膠時(shí)將氧化鋅溶膠換成二氧化鈦溶膠，省略步驟E、步驟F，并將步驟G中真空干燥箱的溫度設(shè)置為400?500°C，其余步驟相同即可。實(shí)施例2本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種空氣凈化介質(zhì)的制備方法，由上述步驟制備方法制備負(fù)載有納米氧化鋅的活性炭或活性碳纖維，將所述的活性炭或活性碳纖維加工制作為活性炭空氣凈化濾網(wǎng)或活性碳纖維空氣凈化濾網(wǎng)，并在所述空氣凈化濾網(wǎng)前后各設(shè)置一個(gè)紫外光源，即可實(shí)現(xiàn)光催化再生。前后各設(shè)置一個(gè)紫外光源，基本保證了由活性炭或活性碳纖維所制作的空氣凈化濾網(wǎng)全方位處于紫外光的輻照之下，保證本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種活性炭或活性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述活性炭或活性碳纖維在光催化的條件下再生，所述的制備方法包括如下步驟：A、制備氧化鋅溶膠；B、將干燥的活性炭或活性碳纖維浸入制備的氧化鋅溶膠中；C、等活性炭或活性碳纖維吸附溶膠達(dá)到飽和之后，將其從溶膠中撈出，并放入60～80℃的干燥箱中干燥1小時(shí)；D、重復(fù)步驟B、步驟至少一次，最后一次干燥4～6小時(shí)。E、將活性炭或活性炭纖維放入硝酸鋅和六次甲基四胺的混合水溶液中，并在80～90℃的條件下水浴加熱2～3小時(shí)；F、將活性炭或活性碳纖維取出并用去離子水沖洗，轉(zhuǎn)移到60～80℃的干燥箱干燥2～4小時(shí)；G、取出，轉(zhuǎn)入到300～350℃的真空干燥箱中干燥2～4小時(shí)；H、干燥2～4小時(shí)后，關(guān)閉真空干燥箱電源，自然冷卻。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟祥君，孫巍，譚正，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：天津微能新材料有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：