[发明专利]工业防毒高效浸渍炭

说明书

技术领域

本发明属于浸渍炭技术领域，具有为一种可用于复杂环境下对多种工业有毒有害气体进行有效净化的高效浸渍炭。

背景技术

活性炭及其浸渍炭是两次世界大战之后，逐渐发展起来并被广泛应用的防化装备（包括单兵作战防护装备及集群防护器材）的核心滤毒材料。随着化学战的发展，各国对军用毒剂的研究越来越多、越来越深，浸渍炭的发展也是日新月异，从最初活性炭、单组分负载（A型活性炭催化剂）到多组分负载（AS型、ASC型、ASC-T型及ASZM-T型活性炭催化剂等等），从最初的针对单一毒剂的防护逐渐发展到能够同时对多种毒剂进行有效防护。

近年来，由于突发性的工业化学品生产事故、频繁的地震等自然灾害以及工业经济快速发展造成的环境污染和人居环境的不断恶化，对国民的人身安全造成了极大的威胁，因此随着国民自我保护意识的不断增强，非战环境下的防护需求越来越突出。虽然目前市场上的防护材料——浸渍炭的种类五花八门，有防NH3浸渍炭、H2S、SO2防护浸渍炭、NOx防护材料以及HCN、CHCL防护材料等等，但是从防护对象来看，目前这些浸渍炭只可满足对某一种或某一类有毒有害物质的防护，在来不及搞清楚有毒有害气体的类型及有毒有害气体种类复杂的情况下，上述浸渍炭就不能满足防护需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于复杂环境下对多种工业有毒有害气体进行有效净化的高效浸渍炭及其制备方法，该浸渍炭可同时满足对HCN、NH₃、SO₂、H₂S、NO₂、甲醛以及苯等有毒物质的有效防护。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种工业防毒高效浸渍炭，采用椰壳破碎活性炭作为载体骨架材料，其上负载有13％～20％（重量）的Cu，2％～6％（重量）的Mo，0.1％～3％（重量）的Zn，0％～7％（重量）的CO₃^2-，5％～10％（重量）的SO₄^2-。其中，以载体材料活性炭的重量为100％计，例如活性炭100g，需要铜13～20g、钼2～6g、锌0.1～3g、碳酸根离子0～7g、硫酸根离子5～10g。

其中Cu来源于碱式碳酸铜，Mo来源于钼酸铵，Zn来源于碱式碳酸锌，碳酸根离子来源于碳酸铵、碳酸钾，硫酸根离子来源于硫酸铵。

上述高效浸渍炭的制备方法如下：

（1）混合溶液配置：将含有上述活性组分的浸渍剂加入到计算好的氨水和蒸馏水（其中，氨水和蒸馏水的比例为20：1）的混合溶剂中（采用等量浸渍法，用量本领域技术人员按活性炭载体的水容量计算），加热并不断搅拌，使浸渍剂充分溶解，待混合溶液温度达到60-80℃，停止加热；

（2）浸渍：将配置好的上述混合溶液加入到盛有一定量椰壳破碎活性炭的浸渍盒中，迅速搅拌，直至溶液被充分吸收，装入密封袋中密封静置1-2h以上；

（3）活化：将混合物料加入到热的空气气流中进行煅烧干燥（即流动床层活化法），待气流温度达到140℃时开始计时，继续反应30～40min，温度控制在140～190℃之间。活化是浸渍炭制备的关键工艺，活化温度及时间的控制尤为重要，温度过高，容易造成局部过热而导致炭层着火；温度过低或活化时间短，即可造成活化过程不充分，载体中的活性组分不能够有效地转化为具有催化降解有毒物质的成份。

本发明将包括Cu、Mo、Zn、CO₃^2-、SO₄^2-等在内的混合成分浸渍到载体骨架材料上，通过加热活化转化为具有反应活性或催化作用的有效组分，其中含Cu浸渍剂具有对酸性有毒有害物质（如：HCN、H₂S、NO₂）的净化效力，同时含铜浸渍剂在热分解作用下生成的氧化物，具有较高的氧化性，有助于对甲醛气体的催化消除；加入的含Mo成分为强酸性物质，有助于对碱性污染物（如NH₃）的消除；在酸、碱共存的体系内，CO₃^2-、SO₄^2-的存在有助于多种浸渍剂的协同作用，使浸渍剂同时具有对酸性和碱性气体（如：SO₂和NH₃）的防护能力。