專利名稱：天然沸石活化處理環(huán)境保護室內(nèi)外空氣凈化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然沸石活化處理環(huán)境保護室內(nèi)外空氣凈化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
天然沸石(zeolite)作為硅酸鹽非金屬礦中具有微孔孔道和空隙結(jié)構(gòu)的一種架 狀含水的堿或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物，并且并具有離子交換性的吸附選擇性的多孔礦物材 料，可成為納米尺度單元物質(zhì)在一維、二維和三維空間排列并生成組裝材料的媒介。復(fù)合納 米單元物質(zhì)性質(zhì)和沸石孔道特性的沸石納米孔——金屬離子及簇團組裝材料為其在凈化 室內(nèi)外空氣方面實現(xiàn)應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。人們把由于地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做大氣圈，受地球引力影響，大氣 在地表處密度最大。隨著高度增大迅速變?yōu)橄”?。對流層與人類的關(guān)系極為密切。尤其在 近地面1-2公里處大氣污染物的主要活動區(qū)域，對流層以上為平流層、中間層、暖層和散逸 層。大氣是由多種氣體組成的，按其成分可分為干潔大氣、水汽和氣溶膠粒子。干潔大氣主 要由N、0、Ar三種氣體組成。它們占總氣體體積的99. 94%。在低層大氣中。水蒸氣也是一個重要組成部分，它的濃度隨地理位置和氣象條件 的不同可在較大范圍內(nèi)變化，干燥地區(qū)可降低至0. 02%，而在暖溫地方可高達0. 46%。干 潔大氣是人或生物生存的環(huán)境要素，一般每人每天需吸入10-12m3空氣，在60-90m2肺泡表 面上進行氣體交換，吸入A排出(X)2以維持正常生理活動。引起大氣污染的因素有自然因素，也有人為因素。自然因素指由大風(fēng)刮起地面的 沙層、火山爆發(fā)噴出的灰、CO2等。森林大火產(chǎn)生的0)2、0)』02及碳氫化合物。人為因素主 要是工農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)及生活取暖等所排放的污染物。大氣污染是指當(dāng)排入大氣中的污染物濃度超過環(huán)境所能允許的極限，改變正常大 氣的組成，破壞其物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系，從而危害人類生活、生產(chǎn)、健康，危害自然資 源及財產(chǎn)、設(shè)備的現(xiàn)象。大氣污染對人體健康的危害可分為急性作用和慢性作用。急性作用是指人體受到 污染的空氣侵襲后，在短時間內(nèi)即表現(xiàn)出了造成中毒癥狀的現(xiàn)象，歷史上曾發(fā)生過數(shù)起急 性危害事件。慢性作用是指人體在低濃度污染物的長期作用下，產(chǎn)生的慢性危害。這種危 害往往不易引人注意，而且難以鑒別，其危害途徑是污染物與呼吸道粘膜按觸，主要癥狀是 眼、鼻粘膜受刺激，出現(xiàn)慢性支氣管炎、哮喘肺癌及因生理機能障礙而加重高血壓、心臟病 等病情。近年世界各國肺癌發(fā)病率和死亡率明顯上升，特別是工業(yè)發(fā)達國家增長尤其快，而 且城市高于農(nóng)村。雖然肺癌的病因至今不完全清楚，但大量事實說明空氣污染是重要致病 因素之一，且空氣污染程度與居民肺癌死亡率之間呈一定正相關(guān)關(guān)系。大氣中的污染物質(zhì)的存在狀態(tài)是由其自身的理化性質(zhì)和形成過程決定的；氣象條 件也起一定的作用。污染源按存在形式可分為固定污染源和流動污染源，前者指工廠煙@等，后者指 交通工具。如汽車、火車、飛機、輪船等。污染源的產(chǎn)生形式可分為燃料燃燒污染、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的污染及交通運輸污染。前兩類屬于固定污染源，后一類屬于流動污染源。大氣污染的遷移和擴散主要與污染源的分布、排放量、地形、地貌、氣象條件(風(fēng) 向、風(fēng)速、大氣湍流、大氣穩(wěn)定度)等因素有關(guān)，同一污染源對同一地點，在不同時間內(nèi)由于 氣象因素的影響，所造成濃度可相差幾十倍。由于現(xiàn)代生活條件下，人們停留在室內(nèi)的時間越來越長，因此室內(nèi)與人相關(guān)的局 部環(huán)境的空氣質(zhì)量對人生活與健康的影響比室外大氣的影響更為重要。然而，局部環(huán)境中 的人類直接與間接活動、室內(nèi)裝飾和使用物品等因素導(dǎo)致的污染源引入以及通風(fēng)不暢等因 素使局部環(huán)境的空氣常常處于污染狀態(tài)，因此形成了對人們身體健康及正常工作與生活的
嚴重危害。目前，根治和消除局部環(huán)境的空氣污染一直受到廣泛關(guān)注。局部環(huán)境空氣中的主 要污染物包括因人類代謝活動和食物腐敗等因素形成的異味氣體(硫化氫、胺、硫醇等)和 有害細菌(大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等)以及因室內(nèi)裝飾裝橫材料和家具材料中填加劑 釋放形成的甲醛、苯、苯系物和氨氣等有害氣體，很顯然，對局部環(huán)境空氣污染的治理應(yīng)能 同時去除有害氣體和有害細菌。以天然沸石為載體，通過孔道吸附作用活化、抗菌組分在納米孔道中組裝并穩(wěn)定 固化等技術(shù)制備的具有無機抗菌和快速吸附除味功能的無機抗菌型除味劑可成為居室、衛(wèi) 生間、汽車駕駛室和電冰箱等局部環(huán)境空氣的凈化產(chǎn)品。大氣污染物主要來源的三大方面之一和之二是燃料燃燒，包括工礦企業(yè)的煙囪所 排放的滾滾黑煙、工業(yè)鍋爐、民用鍋爐和小爐灶。以及工礦企業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的塵、煙、 廢氣。這兩類污染源統(tǒng)稱為固定源。據(jù)我國機關(guān)部門80年代統(tǒng)計，這兩個方面所產(chǎn)生的大 氣污染比例分別為70%和20%，占據(jù)了整個大氣污染源的90%之高。然而，在直接燃燒的 燃料中，燃煤排放的污染物占燃料燃燒的96%。即我國大氣污染的主要來源是燃料，特別是 以煤為燃料的工礦企業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的旨在于充分利用了天然沸石在特定的溫度下加熱，脫水后結(jié)構(gòu) 不破壞，原水分子的位置仍留有空隙，形成海綿晶格一樣的結(jié)構(gòu)，具有將氣體中污染物分子 再吸入空隙的特性以及有獨特的物化特性。主要有離子交換性、吸附分離性(如選擇性吸 附功能)、催化性(可作催化劑及催化劑載體)、化學(xué)穩(wěn)定性(天然沸石具有良好的熱穩(wěn)定 性、耐酸性)、可逆的脫水性、電導(dǎo)性等。另外，沸石還有一種包膠氣體的特性，即溫度升高時 沸石空腔變大而進入分子，冷卻時進入的分子被截留，截留的組分以很高的密度長期保存。本發(fā)明的發(fā)明目的旨在于利用目前具有世界先進水平的超細粉磨粉機，將天然沸 石經(jīng)過酸堿焙燒而得到充分活化后的顆粒狀沸石礦石直接粉碎成1000-2500目的超細粉。 這樣，經(jīng)過特殊活化處理過的沸石對氣相和液相物質(zhì)的吸附能力可以達到甚至超過活性 炭。無數(shù)次試驗的成功表明將經(jīng)過酸、堿焙燒活化好的天然沸石，經(jīng)超細粉磨粉機精制成 超細粉后，即得到吸附性能與活性炭相當(dāng)甚至超過活性炭的活性沸石，對NH3氣體濃度吸附 效果提高66. 66%,對空氣中污染物濃度的吸附效提高近70%。本發(fā)明利用活化天然沸石超細粉(1000-2500目)配比有著同樣吸附功能，特別 是脫色功能的活化膨潤土、活化硅燥土、蛋白土、海泡石、凹凸棒石等具有高比表面積和選擇性吸附性材料為基料，配以石墨粉、輕質(zhì)碳酸鈣、云母粉、TiO2等天然非金屬礦物顏料或 天然植物染料，用于室內(nèi)外空氣凈化劑使用具有環(huán)境保護凈化功能又有色彩艷麗奪目之功 能。還可用充分利用非金屬礦物超細粉配比后優(yōu)良的可塑性、粘結(jié)性能，使用模具制成各種 各樣的形狀、造型、雕塑、圖案、山水人物畫像、假山景點用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域吸附空氣、水 和工礦企業(yè)煙囪中排出的污染煙塵，其用途之廣泛，取決于生產(chǎn)這類產(chǎn)品企業(yè)的新產(chǎn)品開 發(fā)能力。在今后數(shù)年內(nèi)，必將使天然沸石配比其它礦物超細粉發(fā)揮別的材料不可替代的功 能和作用，是環(huán)境保護人類生存環(huán)境和其它有生物物種生存環(huán)境保護的首選產(chǎn)品。
具體實施例方式實例一將天然沸石粉碎至5-80目，用酸(鹽酸或硫酸)處理10-20小時，再中和及用水 煮沸，然后進行干躁和焙燒，最后再粉碎至超細粉。其工藝如下濃度4% -10%的鹽酸或硫 酸浸漬10-20小時為宜，經(jīng)酸處理后用碳酸鈉(或碳酸鉀)、苛性鈉(或苛性鉀)等中和，在 中和、洗滌后再用水煮沸30-60分鐘，然后以干躁溫度90-110°C為宜進行充分干躁，最后在 350-580°C下加熱保溫30-90分鐘活化成H型沸石。最后添加非金屬礦物顏料或天然植物 粉狀染料充分混合后采用超細粉(1000-2500目)磨粉機磨成超細粉后采用各種各樣模具 壓制成燒結(jié)成不同形狀的室內(nèi)外凈化產(chǎn)品。這樣制備方法制成的室內(nèi)外凈化產(chǎn)品具有環(huán)境 保護凈化功能，又有在日光下長年保持艷麗奪目的色彩效果，數(shù)年不變色、不褪色。是活性 炭等吸附材料的最佳低成本替代品。實例二 將天然沸石粉碎至5-80目，用10 %的鈉鹽溶液(NaCl、Na2SO4, NaNO3)處理10_20 小時，保持Na+交換率在75%以上，然后90-110°C干躁，最后在350-600°C溫度下加熱活化。 活化后的沸石配比其它非金屬礦物顏料或天然植物粉狀染料充分混合后采用超細粉磨粉 機，磨成1000-2500目超細粉后采用各種各樣模具壓制和燒結(jié)成不同形狀的室內(nèi)外凈化產(chǎn) 品，Na型活化沸石對氣體的吸附容量較大并超過活性炭。實例三將天然沸石粉碎至5-50目，用4% -10%的稀鹽酸或稀硫酸處理10_20小時，經(jīng) 酸處理后用碳酸鈉(或碳酸鉀)、苛性鈉(或苛性鉀)等中和，在中和后經(jīng)水洗滌再用水煮 沸30-60分鐘，然后90-110°C干躁溫度進行充分干躁，最后在350-580°C下加熱保溫30-60 分鐘活化成H型沸石，最后添加黃、綠、蘭、青等淡色天然非金屬礦物顏色或天然植物染料 充分混合采用超細粉磨粉機，磨成1000-2500目超細粉后采用圓型模具壓制成圓型多孔圓 盤，多塊疊加后置于工礦企業(yè)煙囪頂部吸附煙囪中的污染物和粉塵，待其充分吸附變黑后 便可替換。實例四將天然沸石粉碎到5-50目，用350-500°C溫度焙燒保溫1小時，然后急速投入溫或 冰塊冷卻的冷卻水中洗滌充分去除灰份后，然后90-110°C干躁，添加活化膨潤土和活化海 泡石(或者活化硅藻土、凹凸棒)充分混合后，采用超細粉磨粉機，磨成1000-2500目超細 粉，用圓型模具壓制成或燒結(jié)成直徑SO-IOOmm的多孔圓氣，采用不銹鋼圓筒疊加裝入多級 一字型排列或平行疊加接入居民家庭自來水進水水管上，用于家庭自來水除氯氣等異味，水質(zhì)可以接進凈化水標準。
權(quán)利要求
1. 一種天然沸石活化處理環(huán)境保護室內(nèi)外空氣凈化劑的制備方法。其特征在于本發(fā) 明的特征旨在于采用天然沸石50-80目的顆粒經(jīng)稀鹽酸、稀硫酸(也可以是鈉鹽溶液或者 直接焙燒)浸泡10-20小時充分活化后，然后在于90-110°C干躁溫度進行充分干躁，最后在 350-60(TC下加熱保溫30-60分鐘活化成H型沸石(或者是Na沸石)。最后添加非金屬礦 物顏料或者天然植物染料充分混合后采用超細粉磨粉機，磨成超細粉(1000-2500目)后采 用各種各樣模具壓制成或者燒結(jié)成不同形狀的室內(nèi)外凈化產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然沸石活化處理環(huán)境保護室內(nèi)外空氣凈化劑的制備方法。本發(fā)明采用天然沸石50-80目的顆粒經(jīng)稀鹽酸、稀硫酸保持10-20小時的浸泡活化后，經(jīng)碳酸鈉(或碳酸鉀)、苛性鈉(或苛性鉀)等中和，在中和、洗滌后再用水煮沸30-60分鐘，然后以干燥溫度90-110℃進行充分干燥，最后在350-580℃下加熱保溫30-60分鐘活化成H型沸石。最后添加非金屬礦物顏料或者天然植物染料充分混合后采用超細粉磨粉機，磨成超細粉(1000-2500目)后采用各種各樣模具壓制成或者燒結(jié)成不同形狀的室內(nèi)外凈化產(chǎn)品。這樣制備方法制成的室內(nèi)外凈化產(chǎn)品具有環(huán)境保護凈化功能，又有在日光下長年保持艷麗奪目的色彩效果，數(shù)年不變色、不褪色，是活性炭等吸附材料的最佳低成本替代品。
文檔編號B01J20/16GK102133521SQ201010109728
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月23日
發(fā)明者尚鵬, 張媛潔, 張玉明 申請人:尚鵬, 張媛潔, 張玉明