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1、(10)申请公布号 CN 104258815 A (43)申请公布日 2015.01.07 C N 1 0 4 2 5 8 8 1 5 A (21)申请号 201410543110.2 (22)申请日 2014.10.14 B01J 20/22(2006.01) B01J 20/30(2006.01) B01D 53/02(2006.01) (71)申请人北京恒泰实达科技股份有限公司 地址 100190 北京市海淀区保福寺桥A区世 纪科贸大厦C座1501号 (72)发明人钱苏晋 刘钢 张文祥 耿龙龙 (74)专利代理机构北京市盛峰律师事务所 11337 代理人席小东 (54) 发明名称 一种用。
2、于苯系物气相消除的吸附材料及其制 备方法 (57) 摘要 本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸 附材料及其制备方法，该吸附材料包括以下重量 份的原料组分：活性炭100重量份；有机分子前 驱体5-200重量份；所述吸附材料的比表面积为 800-2000m 2 /g，孔容为1.5-3.0cm 3 /g。具有以下优 点：(1)吸附材料的制备方法操作简单，合成过程 绿色，原料利用率高；(2)制备吸附材料的各原料 价廉易得，从而降低了吸附材料的制备成本，易推 广；(3)制备得到的吸附材料可有效用于气相苯 系物的吸附消除，具有苯系物吸附效率高和吸附 容量大的优点；(4)吸附材料易于回收，而且经过 简单处理。
3、即可完全脱附而重复利用。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104258815 A CN 104258815 A 1/2页 2 1.一种用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料组分： 活性炭 100重量份 有机分子前驱体 5-200重量份； 其中，所述吸附材料的比表面积为800-2000m 2 /g，孔容为1.5-3.0cm 3 /g。 2.根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，包括以下重 量份的原。
4、料组分： 活性炭 100重量份 有机分子前驱体 100重量份； 其中，所述吸附材料的比表面积为1500m 2 /g，孔容为2.0cm 3 /g。 3.根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述活性炭 为具有不同形状和粒径的煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性炭或沥青基活性炭。 4.根据权利要求1所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述有机分 子前驱体为碳氢化合物、芳香化合物或生物质中的一种或几种。 5.根据权利要求4所述的用于苯系物气相消除的吸附材料，其特征在于，所述碳氢化 合物包括柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、乙二酸、抗坏血酸、蔗糖和葡萄糖；所述芳香化合物包括 邻苯。
5、二酚、间苯二酚和对苯二酚；所述生物质包括明胶、阿拉伯胶、琼脂和纤维素。 6.一种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸馏水中，得到均一稳定的有机分子分 散液； S2，称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入S1得到的有机分子分散液 中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭的微 孔中，经过时间T1后过滤，滤出活性炭； S3，对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物； S4，对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行焙烧处理，得到改性活性炭，该改性活性 炭即为最终制。
6、备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。 7.根据权利要求6所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S1中，有机分子前驱体溶解到蒸馏水的方法为： 在超声场作用下，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，超声场功率为：300 瓦-3000瓦；超声场作用时间为：5-60分钟；或者 在加热条件下搅拌，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，加热温度为： 30-60；加热时间为：5-60分钟。 8.根据权利要求6所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S2中，在过滤出活性炭后，滤液作为回收的有机分子分散液，可重复利用2-10次。 9.根据权利要求6所述的用于苯。
7、系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， S1中，有机分子分散液的质量浓度为：1-50； S2中，涂刷处理的操作时间即T1为10-60分钟； S3中，干燥处理的温度为50-110，干燥时间为6-12小时； S4中，焙烧温度为150-450，培烧时间为5-300分钟。 10.根据权利要求9所述的用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，其特征在于， 权 利 要 求 书CN 104258815 A 2/2页 3 S1中，有机分子分散液的质量浓度为：10-30； S2中，涂刷处理的操作时间即T1为20-40分钟； S3中，干燥处理的温度为80-100，干燥时间为8-10小时； S4中，焙烧温度为。
8、250-350，培烧时间为20-60分钟。 权 利 要 求 书CN 104258815 A 1/8页 4 一种用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于苯系物气体净化消除技术领域，具体涉及一种用于苯系物气相消除的 吸附材料及其制备方法。 背景技术 0002 芳香化合物，尤其是苯和甲苯，均属于重要的有机化合物，无论是作为原材料还是 充当溶剂，都具有极其重要的用途。随着近年来化学工业的发展，以苯和甲苯为原料或者中 间体的产品在人们的衣食住行中发挥了极其重要的作用。然而，不可忽略的是，苯和甲苯同 时具有挥发性极强、易燃、剧毒、致癌和诱变等性质，在使用过程中会自然挥发，可。
9、见，如果 处置不当发生泄露无疑会对人类身体健康和生态环境造成巨大的破坏。 0003 据统计，很大比例的农药均含有苯系物(苯、甲苯或其衍生物)，在杀虫除害的同 时不可避免地会挥发到大气中。人们生活中的很多器件均是由塑料、树脂等材料制备，在使 用的过程中也会挥发出一定量的苯系物及其衍生物等有害物质。现代装修所用的油漆、涂 料等装潢材料更是绝大部分也含有苯/甲苯，在美化家居的同时，也对人们的身体健康状 况带来巨大的威胁。 0004 目前解决苯/甲苯污染的途径很多，一般根据泄露的程度不同选择吸附、坑埋、覆 盖、蒸汽分解等方法。但对于气相泄露，最行之有效的方法是采用吸附材料进行吸附。 0005 目前，吸。
10、附材料多为改性分子筛、高分子树脂，氧化物和活性炭等。如专利CN 101875005 A公开了苯乙烯-二乙烯基苯共聚物复合材料用于苯吸附，但是，该种吸附材 料需要繁杂的制备工艺，并且，在制备过程中，需要腈的衍生物和呋喃等剧毒物质作为添加 剂。专利CN 102274703 A公开了利用废弃活性氧化铝进行苯吸附应用，虽然具有环保性， 但其对苯的吸附效率非常有限。 0006 活性炭由于其成本低、效率高、重复性好等特点颇受大家青睐。目前市场供应 的商业活性炭种类繁多，吸附性能较好的椰壳活性炭，其苯系物的吸附容量一般介于 100-250mg/g之间，而且面临高额的成本。而资源丰富，形状可调的煤质活性炭面临。
11、着吸附 容量较低(一般150mg/g)的问题。因此，如何通过简单、绿色、环保的手段大幅增加商业 活性碳的吸附容量和吸附效率，具有重要的实际应用价值。 发明内容 0007 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料及其 制备方法，用以解决上述问题。 0008 本发明采用的技术方案如下： 0009 本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料，包括以下重量份的原料组分： 0010 活性炭 100重量份 0011 有机分子前驱体 5-200重量份； 0012 其中，所述吸附材料的比表面积为800-2000m 2 /g，孔容为1.5-3.0cm 3 /g。 说 明 书CN 104。
12、258815 A 2/8页 5 0013 优选的，包括以下重量份的原料组分： 0014 活性炭 100重量份 0015 有机分子前驱体 100重量份； 0016 其中，所述吸附材料的比表面积为1500m 2 /g，孔容为2.0cm 3 /g。 0017 优选的，所述活性炭为具有不同形状和粒径的煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性 炭或沥青基活性炭。 0018 优选的，所述有机分子前驱体为碳氢化合物、芳香化合物或生物质中的一种或几 种。 0019 优选的，所述碳氢化合物包括柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、乙二酸、抗坏血酸、蔗糖和 葡萄糖；所述芳香化合物包括邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚；所述生物质包括明胶、阿。
13、拉 伯胶、琼脂和纤维素。 0020 本发明还提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，包括以下步骤： 0021 S1，称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸馏水中，得到均一稳定的有机分 子分散液； 0022 S2，称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入S1得到的有机分子分 散液中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭 的微孔中，经过时间T1后过滤，滤出活性炭； 0023 S3，对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物； 0024 S4，对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行焙烧处理，得到改性活性炭，该改性 活性炭即为最终制。
14、备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。 0025 优选的，S1中，有机分子前驱体溶解到蒸馏水的方法为： 0026 在超声场作用下，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，超声场功率为： 300瓦-3000瓦；超声场作用时间为：5-60分钟；或者 0027 在加热条件下搅拌，使有机分子前驱体充分溶解到蒸馏水中；其中，加热温度为： 30-60；加热时间为：5-60分钟。 0028 优选的，S2中，在过滤出活性炭后，滤液作为回收的有机分子分散液，可重复利用 2-10次。 0029 优选的，S1中，有机分子分散液的质量浓度为：1-50； 0030 S2中，涂刷处理的操作时间即T1为10-60分钟； 。
15、0031 S3中，干燥处理的温度为50-110，干燥时间为6-12小时； 0032 S4中，焙烧温度为150-450，培烧时间为5-300分钟。 0033 优选的，S1中，有机分子分散液的质量浓度为：10-30； 0034 S2中，涂刷处理的操作时间即T1为20-40分钟； 0035 S3中，干燥处理的温度为80-100，干燥时间为8-10小时； 0036 S4中，焙烧温度为250-350，培烧时间为20-60分钟。 0037 本发明提供的用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法，具有以下优点： 0038 (1)吸附材料的制备方法操作简单，合成过程绿色，原料利用率高； 0039 (2)制备吸附。
16、材料的各原料价廉易得，从而降低了吸附材料的制备成本，易推广； 0040 (3)制备得到的吸附材料可有效用于气相苯系物的吸附消除，具有苯系物吸附效 说 明 书CN 104258815 A 3/8页 6 率高和吸附容量大的优点； 0041 (4)吸附材料易于回收，而且经过简单处理即可完全脱附而重复利用。 附图说明 0042 图1为本发明提供的进行吸附试验时采用的吸附装置的结构示意图； 0043 其中，1-吸附管；2-含有苯或甲苯的试剂瓶。 具体实施方式 0044 本发明提供一种用于苯系物气相消除的吸附材料的制备方法，包括以下步骤： 0045 S1，称取配方量的有机分子前驱体，使其溶解到蒸馏水中，得。
17、到均一稳定的有机分 子分散液； 0046 S2，称取配方量的活性炭，然后将称取到的活性炭完全浸入S1得到的有机分子分 散液中，使用有机分子分散液对活性炭进行涂刷处理，使有机分子分散液充分进入活性炭 的微孔中，经过时间T1后过滤，滤出活性炭； 0047 S3，对S2过滤出的活性炭进行干燥处理，得到有机分子-活性炭复合物； 0048 S4，对S3得到的有机分子-活性炭复合物进行焙烧处理，得到改性活性炭，该改性 活性炭即为最终制备得到的用于苯系物气相消除的吸附材料。 0049 采用上述制备方法，改变制备的具体工艺参数和原料种类，分别进行实施例1-14， 实施例1-14的具体工艺参数以及制备得到的吸附。
18、材料的性质参见表1和表2： 0050 其中，表1和表2中，各吸附材料对含苯系物的吸附容量采用以下方法测量： 0051 吸附试验采用的吸附装置如图1所示。 0052 吸附试验操作方法为： 0053 (1)首先将吸附管干燥后进行称量，得到吸附管净重，记为m 0 ； 0054 (2)将吸附材料装入吸附管后进行称量，得到吸附管和未吸附的吸附材料总重，记 为m 1 ； 0055 (3)将装有吸附材料的吸附管安装在图1所示的吸附装置上，在试剂瓶2中盛装含 苯系物，然后接通气路，使含苯系物的气体连续通过吸附管，每隔10min取样并使用气象色 谱仪分析，绘制穿透曲线。待吸附材料吸附饱和后，取下吸附管并称量，得。
19、到吸附管和吸附 饱和后的吸附材料总重，记为m 2 。 0056 吸附材料的吸附量采用以下公式计算： 0057 0058 表1 吸附材料制备方法实施例1-7 0059 说 明 书CN 104258815 A 4/8页 7 0060 说 明 书CN 104258815 A 5/8页 8 0061 表2 吸附材料制备方法实施例8-14 0062 0063 说 明 书CN 104258815 A 6/8页 9 0064 说 明 书CN 104258815 A 7/8页 10 0065 比较例1 0066 本比较例用于比较常规活性炭与本发明吸附材料制备方法实施例1-7制备得到 的吸附材料的吸附差异性，结。
20、果见表3；其中，常规活性炭即为实施例1-7制备吸附材料时 所使用的原料活性炭。 0067 表3 0068 0069 由上表可以看出，通过本发明提供的方法所制备得到的吸附材料与市售相同类型 的吸附材料相比，对苯或甲苯的吸附容量明显提高。 0070 另外，本发明提供的用于苯系物气相消除的吸附材料，以活性炭为例，由于活性炭 用于苯系物吸附时，仅能起到富集而非消除作用，因此，只需定期对活性炭进行净化处理即 可再次利用，回收操作为：将活性炭至于室外通风处(有日照更好)一定时间(3小时) 即可。因此，具有易于回收的优点。 0071 综上所述，本发明提供的用于苯系物气相消除的吸附材料及其制备方法，具有以 下。
21、优点：(1)吸附材料的制备方法操作简单，合成过程绿色，原料利用率高；(2)制备吸附材 料的各原料价廉易得，从而降低了吸附材料的制备成本，易推广；(3)制备得到的吸附材料 可有效用于气相苯系物的吸附消除，具有苯系物吸附效率高和吸附容量大的优点；(4)吸 附材料易于回收，而且经过简单处理即可完全脱附而重复利用。 0072 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 说 明 书CN 104258815 A 10 8/8页 11 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视本发明的保护范围。 说 明 书CN 104258815 A 11 1/1页 12 图1 说 明 书 附 图CN 104258815 A 12 。