[发明专利]一种有机气体吸附净化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机气体吸附净化剂的制备方法，由正硅酸乙酯、无水乙醇、N，N‑二甲基甲酰胺、椰壳、苯酚、聚乙烯醇等原料制成，本发明以椰壳制备多孔碳纤维，经多次改性工艺处理，得到高机械强度、高吸附性的多孔碳纤维，在此基础上通过正硅酸乙酯的添加负载二氧化硅以及含氮气体的活化，在碳纤维上引入大量氮素，对空气中含硫、氮系化合物具有较强的催化作用，对苯、甲苯等易挥发有毒气体也具有稳定和高效的吸附能力，经改性的碳纤维骨架对酸、碱、高温等环境的适应性强，保证了吸附净化的长期稳定作用，使用方式灵活，对工厂、家居及公共场所都有很好的适用性。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种有机气体吸附净化剂的制备方法。

背景技术

在全球范围内，自从工业化革命以来，随着石油化工工业的快速发展，以及消耗燃油的汽车工业的发展，导致了环境污染的日益加剧，机动车辆尾气的大量排放，给人们的出行、大气环境等造成了严重的负面影响，同时家居室内如乳胶漆、墙纸、地面、绝热材料、粘结剂，室外如涂料工厂、半导体工厂或印刷工厂中使用的有机溶剂经挥发也会造成空气环境的污染。

从成分来讲，有机气体主要包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。如果直接进入大气中，还会与太阳光或臭氧等反应形成更有害的有机粒子。当空气中有机气体达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷、伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。随着人们生活水平的提高，人们对其生存环境提出了越来越高的要求，其中包括了空气环境问题。

多孔碳纤维是一种新型的多孔纤维状吸附材料，因其独特的孔隙结构和形态而具有较一般多孔炭更大的比表面积、更高的孔容、更快的吸附速率和更强的再生能力。自从上世纪七十年代问世以来，就被广泛应用于空气净化、废气废水处理、军事防护、金属回收、电子器材等方面。目前，市场上的多孔碳纤维主要有聚丙烯腈基多孔碳纤维、沥青基多孔碳纤维、粘胶基多孔碳纤维和酚醛基多孔碳纤维等，不同碳纤维在碳化速度、产碳率、孔隙率以及碳化后的韧性均不一样。因此，需要结合传统碳纤维制备方法，通过优化改进工艺，提供孔径小、孔隙率高、纤维均一性好以及结合力强的多孔碳纤维。

与此同时，由于碳纤维的制备工艺包括碳化或石墨化，使得碳纤维表面的碳原子堆叠取向更一致，原子层间距更小，所以纤维表面表现为非极性和化学惰性，另外碳纤维表面有疏水、光滑、吸附性能低等缺点，导致碳纤维与其复合的材料间界面粘结性差。因此，需要对碳纤维表面进行改性，提高其与复合材料的界面粘结强度。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种有机气体吸附净化剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种有机气体吸附净化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将正硅酸乙酯、无水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺和水按质量比（1.5-2.5）：（2-4）：（0.5-1）：（9-10）混合备用；

（2）将纺丝液置于静电纺丝仪中，使用铝箔纸包裹接收器，使初纺纤维收集在铝箔纸上，纺丝过程工艺参数为正压15-16kV，负压1.5-2kV，推进速率0.04-0.05mm/min，接收速率30-32r/min，针头与接收器之间距离为15-18cm，环境温度30-40℃，纺丝完成后在室温下静置一天，得到初纺纤维，再将其置于烘箱中，升温至160-170℃固化60-70分钟，取出后再送入管式炉中，在氮气气氛下以5-10℃/min的升温速率从室温升至750-850℃，保温1-2小时，自然冷却后得到碳纤维备用；

（3）以步骤2所得碳纤维作为阳极，石墨为阴极，在质量分数为8-10%的磷酸铵电解质中，控制电流密度为0.3-0.35A/m²，阳极氧化处理1.5-2分钟，收集碳纤维用清水冲洗净，得到改性碳纤维备用；