一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，以椰殼活性炭為載體，負載過渡金屬氧化物，來制備改性活性炭吸附劑，用于低濃度碳氫化合物的凈化，將1.0克干燥好的椰殼活性炭置于10毫升過渡金屬水溶液中，邊攪拌邊滴加氨水溶液至pH值為8～10，繼續(xù)攪拌20～40分鐘，然后升溫至80℃直至水分蒸干，然后放入烘箱中200～250℃保持1～5小時，制成改性活性炭吸附劑。本發(fā)明所得的凈化材料具有對低濃度碳氫化合物的凈化效率和飽和吸附量較高、成本低、制備工藝簡單等特點。在碳氫化合物濃度≤20ppm時，該材料對碳氫化合物的凈化效率可達95%以上，飽和吸附量最高可達1.7mLHC/gAC。
【專利說明】一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，適用于空氣污染物中碳氫化合物的凈化消除。

【背景技術(shù)】
[0002]我國進入二十一世紀以來，經(jīng)濟高速增長、城市化進程不斷加快，汽車進入家庭生活，我國汽車保有量大幅增加，使得汽車尾氣排放污染日益嚴重，已成為大氣污染的主要來源，雖然目前幾乎所有汽車都安裝有尾氣凈化裝置，但是未被凈化的剩余污染物將直接排放到大氣中，特別是在封閉或半封閉的空間(如道路隧道和地下停車場)污染更為嚴重。汽車排放尾氣含有多種對環(huán)境有害的物質(zhì)，包括一氧化碳(⑶)、碳氫化合物(此)、氮氧化物(^)顆粒物(91)等，其中碳氫化合物性能穩(wěn)定，很難在室溫下被降解，在沒有外來能量輸入的條件下，尚未有常溫條件下碳氫化合物凈化的有效途徑。因此，吸附材料具有很大的應(yīng)用空間。
[0003]常用的吸附材料大多為多孔類材料，如分子篩、活性炭等，其中活性炭具有大的比表面積，豐富的表面官能團，而對多種有機物具有良好的吸附性能，但活性炭本身對于04以下的有機物的物理吸附能力差，因此將活性炭進行改性處理，如負載適當?shù)慕饘賹钚蕴勘砻孢M行改性，增強其對目標污染物的吸附性能，提高其對小分子碳氫化合物的吸附能力，具有非常大的實際應(yīng)用價值。
[0004]中國發(fā)明專利⑶102451665八公開了 “低濃度碳氫化合物氣體吸附劑及其制備方法”，其制備方法是以竹炭為載體，經(jīng)表面氧化改性后同時負載多種金屬氧化物，用于丙烷和丙烯混合氣的吸附凈化，但是得到的吸附劑凈化效率較低，均在90 %以下。
[0005]中國發(fā)明專利⑶103990434八公開了 “活性炭丙烷吸附劑及其制備方法和應(yīng)用”，將椰殼活性炭浸泡于濃度為5-22 11101/1氫氟酸溶液，置于水熱反應(yīng)釜中，120-180 I水熱處理1-7天制得，該吸附劑具有很高的丙烷凈化效率，但是制備吸附劑時所需的酸濃度較聞，耗時較長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有低濃度碳氫化合物治理技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種可提高低濃度碳氫化合物凈化效率和吸附量的氣體吸附劑的制備方法。
[0007]一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，其特征在于，以椰殼活性炭為載體，負載過渡金屬氧化物，來制備改性活性炭吸附劑，用于低濃度碳氫化合物的凈化，具體步驟如下:
配置過渡金屬水溶液，將1.0克干燥好的椰殼活性炭置于10毫升過渡金屬水溶液中，邊攪拌邊滴加氨水溶液至邱值為8?10，繼續(xù)攪拌20?40分鐘，然后升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中200?2501保持1?5小時，制成改性活性炭吸附劑。
[0008]所述的過渡金屬水溶液為硝酸釔，氯化釔，硝酸釹，氯化釹，氯化鑰，鑰酸銨水溶液中的一種或其組合。
[0009]所述的過渡金屬水溶液的濃度為0.5?20臟01凡。
[0010]所述的氨水溶液的濃度為1.0?3.0 11101/1。
[0011]用上述方法制備的改性活性炭吸附劑，其金屬氧化物的質(zhì)量百分比為0.501.6%，可用于低濃度碳氫化合物的吸附凈化。
[0012]本發(fā)明所得的凈化材料具有對低濃度碳氫化合物的凈化效率和飽和吸附量較高、成本低、制備工藝簡單等特點。在碳氫化合物濃度? 20卯111時，該材料對碳氫化合物的凈化效率可達95 %以上，飽和吸附量最高可達1.7

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例進行詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0014]本發(fā)明以未經(jīng)改性的椰殼活性炭(來源于上海高揚國際煙草有限公司，比表面積989 一/仏孔容0.9此/8，孔徑1.9鹽)為對比吸附劑，將其置于反應(yīng)管(①17臟，長300臟)中，通入原料氣丙烷，濃度為20卯III，其余為空氣，空速為40000此.匕1.卜―1，在常溫常壓條件下，0.8 8椰殼活性炭的最高凈化效率為90.0 %，飽和吸附量為0.9
[0015]實施例1:
稱取0.022 8硝酸釔溶解于10 1111去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 001/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化釔的質(zhì)量百分比為0.64 %。
[0016]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為95.3%，飽和吸附量為1.5 11111/1。
[0017]實施例2:
稱取0.043 8硝酸釔溶解于10 1111去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化釔的質(zhì)量百分比為1.2 %。
[0018]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為95.1%，飽和吸附量為1.4 11111/1。
[0019]實施例3:
稱取0.062 8硝酸釔溶解于10 1111去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化釔的質(zhì)量百分比為1.8 %。
[0020]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為97.0%，飽和吸附量為1.4 11111/1。
[0021]實施例4:
稱取0.015 8硝酸釹溶解于10此去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化釹的質(zhì)量百分比為0.57 %。
[0022]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1 \最高凈化效率為96.4%，飽和吸附量為1.6 11111/1。
[0023]實施例5:
稱取0.031 8硝酸釹溶解于10 11^去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性成分氧化釹的質(zhì)量百分比為1.2 %。
[0024]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1 \最高凈化效率為98.7%，飽和吸附量為1.3 11111/1。
[0025]實施例6:
稱取0.046 8硝酸釹溶解于10 1111去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化釹的質(zhì)量百分比為1.7 %。
[0026]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為95.8%，飽和吸附量為1.7 11111/1。
[0027]實施例7:
稱取0.010 8鑰酸銨溶解于10此去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化鑰的質(zhì)量百分比為0.81 %。
[0028]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1 \最高凈化效率為94.7%，飽和吸附量為1.4 11111/1。
[0029]實施例8:
稱取0.020 8鑰酸銨溶解于10 1111去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2 001/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化鑰的質(zhì)量百分比為1.6 %。
[0030]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為93.7%，飽和吸附量為1.1 11^/?。
[0031]實施例9:
稱取0.031 8鑰酸銨溶解于10 11^去離子水，加入1.0 8干燥好的椰殼活性炭，然后邊攪拌邊滴加2.0 11101/1氨水至邱值為9，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液升溫至801直至水分蒸干，然后放入烘箱中2301保持3小時，制成改性活性炭吸附劑，其活性組分氧化鐵的質(zhì)量百分比為2.5 %。
[0032]本實施例制得的低濃度碳氫化合物凈化的改性活性炭吸附劑，在常溫常壓條件下，原料氣為20卯0的丙烷，其余為空氣，空速為40000此乂―1噸―1，最高凈化效率為93.5%，飽和吸附量為1.2 11111/1。
【權(quán)利要求】
1.一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，其特征在于，以椰殼活性炭為載體，負載過渡金屬氧化物，來制備改性活性炭吸附劑，用于低濃度碳氫化合物的凈化，具體步驟如下: 配置過渡金屬水溶液，將1.0克干燥好的椰殼活性炭置于10毫升過渡金屬水溶液中，邊攪拌邊滴加氨水溶液至pH值為8?10，繼續(xù)攪拌20?40分鐘，然后升溫至80°C直至水分蒸干，然后放入烘箱中200?250°C保持I?5小時，制成改性活性炭吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的過渡金屬水溶液為硝酸釔，氯化釔，硝酸釹，氯化釹，氯化鑰，鑰酸銨水溶液中的一種或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的過渡金屬水溶液的濃度為0.5?20 mmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度碳氫化合物氣體吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的氨水溶液的濃度為1.0?3.0 mol/L。
【文檔編號】B01J20/30GK104307476SQ201410614961
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 楊玲, 趙昆峰, 高振源, 蔡婷, 袁靜, 爨謙 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司