[发明专利]一种球状硅藻纯聚气塔颗粒净化吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种球状硅藻纯聚气塔颗粒净化 吸附剂及其制备方法。

背景技术

空气消毒和净化对人类的健康关系重大。空气中常含有病毒和细菌或其它 病原体以及甲醛和有机溶剂及氨气等对人体健康有害的有机或无机物。空气中 病毒和细菌的杀灭常用喷洒过氧乙酸、二氧化氯，或煮醋、中草药，或用臭氧， 或用紫外线照射，也常用活性炭吸附等方法进行空气净化。

目前市场上净化产品以活性炭、竹炭为主，由于这类产品的孔隙率低且孔 径大吸附能力都不是很高，对甲醛、苯等有害物质的作用相对要弱而且使用寿 命较短，数月时间就会产生吸附饱和易产生二次释放。

虽然市场上也出现了光触媒复合活性炭，但由于硅藻土的孔隙率是活性炭 的5000-6000倍，而且以硅藻土为主要原材料的硅藻纯净化颗粒通过富集造孔 技术所形成的细微孔径更加有利于甲醛、苯等有害分子的附着和吸附，于此同 时，硅藻纯净化颗粒为极性物质，相比非极性的活性炭，对甲醛等极性分子具 有更强的吸附作用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种球状硅藻纯聚气塔颗粒 净化吸附剂及其制备方法。本发明的吸附剂吸附能力更强，净化效果好，有效 期长。

为实现上述目的，本发明提供一种球状硅藻纯聚气塔颗粒净化吸附剂，该 吸附剂包括以下重量份的组分制成：硅藻土介孔纳米材料50-70重量份、托玛琳 7-12重量份、MOFs石墨烯复合材料10-20重量份、海泡石5-10重量份、负离 子粉5-8重量份、远红外陶瓷粉3-5重量份、田菁粉15-2重量份；纳米光触媒 7-12重量份。

优选的，所述硅藻土介孔纳米材料采用如下方法制备：

(1)硅藻土介孔纳米粒子前体的制备：取0.5重量份硅藻土溶于250重量 份水中，加入2M的NaOH溶液1.75重量份，将上述液加入到三口烧瓶中，并 升温至60℃，机械搅拌0.5h，加入1.5-2.5重量份的TEOS(正硅酸乙酯)，快速 搅拌2h，后静置0.5h，将沉淀抽滤后水洗至中性；

(2)硅藻土介孔纳米粒子的修饰：

将(1)制备的材料真空干燥过夜，取0.5重量份材料分散于100重量份无 水甲苯中，将混悬液加入到充氮气保护的三口烧瓶中，加热110℃甲苯回流0.5h， 加入0.2重量份三乙胺，回流0.5h后滴加1重量份的硅烷偶联试剂，110℃回流 8h，将沉淀抽滤后，依次用甲苯、丙酮、甲醇洗涤，真空干燥；

将制备材料加入到100重量份乙醇溶液中，并加入0.75重量份浓盐酸，75℃ 回流12h，将沉淀抽滤后再次重复以上操作，将去除致孔剂的材料真空干燥过夜；

将去除致孔剂的材料分散到100重量份的无水甲苯中，将混悬液加入到充 氮气保护的三口烧瓶中，加热110℃甲苯回流0.5h，加入0.2重量份三乙胺，回 流0.5h后滴加0.75重量份的氨基硅烷偶联试剂，110℃回流12h，将沉淀抽滤后， 依次用甲苯、丙酮、甲醇洗涤，真空干燥。

优选的，所述MOFs石墨烯复合材料采用如下方式制备：

(1)由苯甲酸与氧化石墨烯通过酸胺缩合接枝反应，获得经过修饰的氧化石 墨烯粉末；

(2)将金属盐、有机配体加入到去离子水、盐酸和N，N-二甲基甲酰胺混合 液中并超声溶解2h，得到混合液；

(3)将经过修饰的氧化石墨烯加入上述混合液中并搅拌均匀，然后转入反应 釜中，在80-130℃的温度下加热反应10h-48h，所得反应液抽滤后，用DMF和 甲醇反复洗涤，抽滤后烘干得到MOFs石墨烯复合材料。

优选的，所述接枝反应包括如下步骤：

a、在60-70℃水浴环境下，将180-250mg氧化石墨烯置于三口瓶中，通入 氮气，并依次加入30-80ml二氯亚砜和80-120ml四氢呋喃，以150-220rpm转速 搅拌反应；

b、向上述反应液中加入1-5g苯甲酸，调节溶液pH至中性，反应充分后停 止加热和搅拌，用40ml无水乙醇洗涤得到反应后的混合液；

c、将上述所得混合液经离心、抽滤、真空冷冻干燥后获得被修饰的氧化石 墨烯粉末。

优选的，所述硅藻土、托玛琳、MOFs石墨烯复合材料、海泡石细度为 1250-3000目，有效物质纯度在90％以上。

优选的，所述负离子粉释放量在1-5万。