一种活性炭填料及其制备方法.pdf

本发明的目的是提出一种对污染物吸附效果好、活性维持时间长的活性炭填料及其制备方法。本发明的活性炭填料包括填料本体，关键在于所述填料本体为内部具有空腔的中空结构，填料本体的侧壁设有若干个与所述空腔连通的贯通孔。上述的活性炭填料的制备方法包括如下步骤：A：将胶黏剂混合入活性炭浆料中；B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半成品填料；C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔的活性炭填料成品。本发明的活性炭填料将吸附技术与催化技术结合，节省了成本和空间，增长了活性炭使用时间，且活性炭能实现自我再生，无需经常更换，简化了后续保养工作。

1.  一种活性炭填料，包括填料本体，其特征在于所述填料本体为内部具有空腔的中空结构，填料本体的侧壁设有若干个与所述空腔连通的贯通孔。

2.  根据权利要求1所述的活性炭填料，其特征在于所述填料本体负载有热催化或光催化所用的催化剂。

3.  根据权利要求1或2所述的活性炭填料，其特征在于所述填料本体为球形。

4.  根据权利要求1所述的活性炭填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A：将胶黏剂混合入活性炭浆料中；
B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半成品填料；
C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔的活性炭填料成品。

5.  根据权利要求2所述的活性炭填料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A：将催化剂和胶黏剂混合入活性炭浆料中；
B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半成品填料；
C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔的活性炭填料成品。

一种活性炭填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污染物吸附环保技术领域，具体涉及到一种具有强吸附力的活性炭填料及其制备方法。
背景技术
随着生活水平和健康环保意识的提高，人们对室内空气质量的要求也逐渐提高，尤其是近年来由于房屋的装修造成的空气污染而带来疾病的报道屡见不鲜，使得人们对于室内空气质量问题越来越重视。在室内空气的各种污染物中，挥发性有机物由于种类众多、来源广泛，对健康的危害尤为严重，其中危害较大的有甲醛及苯系物等。目前针对这些有机物的主要技术手段主要有吸附法、热催化法、光催化法、化学吸收法、等离子体法等。其中吸附法因其工艺简单、效率较高、成本相对较低等优点而得到广泛的使用，常用的吸附剂有活性炭、沸石分子筛及硅胶等，其中最为常见和应用最广泛的吸附剂是活性炭。
目前常规的活性炭结构为柱状、蜂窝状、不规则颗粒状，将活性炭装填到滤网中时，为避免活性炭堆积影响吸附效果，一般用网格将滤网隔成数多格，而后再装填活性炭，然而这些活性炭在应用时只能装填10%-80%，否则会使得风阻过大，且活性炭比表面积小，导致吸附效果差。另外，单就活性炭而言，对有机物的去除仅有吸附作用，长时间吸附后活性炭易失活，面临再生问题，由此可见采用常规活性炭装填的滤网，功能单一，对有机物的去除效果也不佳，且后续保养工作复杂。
发明内容
本发明的目的是提出一种对污染物吸附效果好、活性维持时间长的活性炭填料及其制备方法。
本发明的活性炭填料包括填料本体，关键在于所述填料本体为内部具有空腔的中空结构，填料本体的侧壁设有若干个与所述空腔连通的贯通孔。活性炭的中空结构能够保证在制成滤网后，在堆积状态下相邻的活性炭之间仍能保证孔隙间相联通，这样就能最大程度上减小过风时候的阻力，同时这样的结构也使得气体在滤网内的路径变长，从而增加了气体与活性炭的接触时间，从而达到较好的吸附效果。
上述的活性炭填料的制备方法包括如下步骤：
A：将胶黏剂混合入活性炭浆料中；
B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半成品填料；
C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔的活性炭填料成品。
进一步地，所述填料本体负载有热催化或光催化所用的催化剂。负载的催化剂能够对吸附下来的有机物达到降解净化效果，解决了活性炭再生的问题，从而能够提高活性炭滤网的使用寿命，实现了吸附滤网和催化滤网的二合一。
上述负载有催化剂的活性炭填料的制备方法包括如下步骤：
A：将催化剂和胶黏剂混合入活性炭浆料中；
B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半成品填料；
C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔的活性炭填料成品。
通过将催化剂混合入活性炭浆料中，使得催化剂在活性炭填料中分布均匀，可以最大限度的发挥催化剂的作用，改善了催化效果。
进一步地，所述填料本体为球形，这样相邻活性炭填料之间会具有一定的空隙，而不会完全贴合，保证了透风效果。
本发明的活性炭填料能够减小过风阻力，增强光催化时光的利用率，并有效提高活性炭填料装填率及简化滤网结构。该种活性炭填料将吸附技术与催化技术结合，节省了成本和空间，增长了活性炭使用时间，且活性炭能实现自我再生，无需经常更换，简化了后续保养工作。
附图说明
图1是本发明的活性炭结构示意图。
图2是本发明的活性炭剖面图。
图3是本发明的活性炭在滤网中的示意图。
附图标示：1、活性炭填料；2、贯通孔；3、空腔；4、滤网。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为10%。 活性炭填料1负载有催化剂铂和二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂，其具体的制备方法如下：
A：将催化剂铂和二氧化钛和胶黏剂混合入活性炭浆料中；
B：将活性炭浆料成型为中部具有凹孔的半球形板半成品填料；
C：将两个半成品填料的凹孔相对，然后利用胶黏剂将两个半成品填料粘合在一起，从而形成内部具有空腔3的球形活性炭填料1成品。
上述的胶黏剂为丙烯酸胶，聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素中的一种。
将上述活性炭装填在如图3所示的滤网4中，并将滤网4装入净化组件中，而后进行热催化氧化实验，发现对有机物甲醛的半小时去除率为60%。
上述滤网4不再需要网格，只需将滤网4厚度与所述活性炭直径制作成相同尺寸即可。在本实施例中，滤网4尺寸为：长400mm，宽300mm，厚30-50mm，两面用金属网状物固定。
实施例2：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为30%。 活性炭填料1负载有催化剂铂和二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂，其具体的制备方法与实施例1相同。
将上述活性炭装填在与实施例1相同的滤网4中，并将滤网4装入家用净化器中，而后进行热催化氧化实验，发现对有机物甲醛的半小时去除率为90%。
实施例3：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为50%。 活性炭上负载有催化剂铂和二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂。其具体的制备方法与实施例1相同。
将上述活性炭装填在与实施例1相同的滤网4中，并将滤网4装入家用净化器中，而后进行热催化氧化实验，发现对有机物甲醛的半小时去除率为75%。
实施例4：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为10%。 活性炭上负载有催化剂纳米二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂。其具体的制备方法与实施例1相同。
将上述活性炭装填在与实施例1相同的滤网4中，并将滤网4装入家用净化器中，而后进行光催化实验，发现对有机物甲苯的半小时去除率为50%。
实施例5：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为30%。 活性炭上负载有催化剂纳米二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂。其具体的制备方法与实施例1相同。
将上述活性炭装填在与实施例1相同的滤网4中，并将滤网4装入家用净化器中，而后进行光催化实验，发现对有机物甲苯的半小时去除率为80%。
实施例6：
如图1、2所示，本实施例的活性炭填料1为球形中空结构，直径为40±5mm，壁厚9mm，表面开设有多个与内部空腔3联通的贯通孔2，孔径为4mm，开孔率为50%。 活性炭上负载有催化剂纳米二氧化钛，并加入了胶黏剂为成型助剂。其具体的制备方法与实施例1相同。
将上述活性炭装填在与实施例1相同的滤网4中，并将滤网4装入家用净化器中，而后进行光催化实验，发现对有机物甲苯的半小时去除率为65%。