[发明专利]多孔活性炭复合材料及其制造方法

说明书

所属技术领域

本发明属于空气净化材料，尤其涉及一种多孔活性炭复合材料及它的制造方法。

背景技术

随着世界人口的增长，工业的发展和城市规模的不断扩大，小区建设的蓬勃发展，人类的生存空间受到严重的污染，因此改善空气质量已经成为当前人们关注的热点。我国的《室内空气质量标准》也于2003年3月1日正式实施，该标准中规定的17项参数中，除温度、湿度、新风量和二氧化碳外，其他13项都是对室内空气中污染物的限定，包括二氧化硫、二氧化氮、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并(a)芘、可吸入颗粒、总挥发性有机物、细菌总数和氡。可吸入颗粒物、细菌等污染物可用过滤法除去，苯、甲苯等挥发性有机污染物可用活性炭吸附法、光催化法等方法除去，二氧化硫等无机污染气体必须用化学吸附法除去。

活性炭不但微孔发达，而且中孔和大孔也有分布，因此对有机污染物的去除具有广谱、高效的特点，对大多数VOCs类污染物有很高的吸附速率和容量，用活性炭负载催化活性组分制成的催化剂，可对二氧化硫、二氧化氮、氨、臭氧等有害气体高效净化，因此，相对于其他净化方法，活性炭吸附法在室内空气净化方面具有独特的优势，潜艇、空间站等空气质量要求较高的微环境中全部采用活性炭及活性炭载催化剂净化内部空气，如：美国潜艇中装填活性炭的过滤吸收器安装在走廊、厕所、厨房、浴室、机舱、导弹射舱等多种场所。

虽然活性炭的净化性能很好，但在家用及商用空气净化设备中的应用并不广泛，原因在于大多数活性炭类吸附材料呈颗粒状或粉末状，粉末活性炭易飞灰，不宜用于家用空气净化，而颗粒活性炭装填成密实的吸附床才能使用，需要复杂的结构组件，体积大，成本高，没有固定的形状，给安装和维修带来不便，而且床层对气流阻力大，需要高功率的风机与之相匹配，噪音大，风速低，效率相对较低。

发明内容

本发明的目的是：克服现有活性炭应用方面的不足，使活性炭依附于有形材料上，使其成为具有良好净化功能的成型材料，可广泛用在空气净化设备上。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种多孔活性炭复合材料，以多孔类材料为载体，载体上涂敷有粘合剂，颗粒活性炭粘附于多孔材料上。

多孔类材料包括：开孔海绵，大孔过滤海绵，蜂窝陶瓷，蜂窝状铝板，其孔径介于6目至24目之间。

颗粒活性炭包括：活性炭载催化剂，煤质活性炭，木质活性炭，果壳活性炭，及添加了其他组分的上述活性炭，粒度介于12目至48目，碘值不小于900。

它的制造方法是：先将粘合剂涂敷在多孔材料载体上，再把活性炭撒在涂过粘合剂的多孔材料上，使其振动，使活性炭与胶液充分接触，然后烘干或自然晾干。

为简化加工工艺，提高工作效率，增加活性炭与胶液的粘合力，采用喷枪喷射的方式将粘合剂喷射在材料载体上，然后用空气气流将活性炭喷射在粘合剂上，使活性炭在一定的压力下与胶液接触粘附。

多孔载体材料可以是蜂窝陶瓷、蜂窝状塑料板、开孔海绵(大孔海绵、过滤海绵)、蜂窝状纸板等，可以是不同厚度的材料。粘合剂主要是非有机溶剂型粘接剂，主要是胶乳类和乳液类粘接剂，如天然胶乳、天甲胶乳、氯丁胶乳、氯丁二烯-醋酸乙烯胶乳、丁腈胶乳、羧基丁腈胶乳、丁苯胶乳、羟基丁苯胶乳、聚氨酯乳液、环氧树脂乳液、聚氯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、VAE乳液等，此外还有水溶性粘结剂，如聚甲基丙烯酸酯类粘合剂、羧甲基纤维素(钠)等。活性炭采用颗粒活性炭，从原材料分，可以是煤质活性炭、木质活性炭、沥青基活性炭、果壳活性炭，从外面上分，可以是柱状、球状、无定形状。吸附剂也可以是活性炭载催化剂，如上所述的活性炭，负载了其他活性组分，用于除去特定污染物，如二氧化硫、二氧化氮、氨、臭氧等。

粘合剂涂敷方法有多种，可采用直接灌胶，压力喷涂，浸泡等，根据多孔载体的外观采用相应的方法。如果载体是蜂窝状陶瓷，可以采用直接灌胶法使蜂窝中充满胶液，然后用空气流吹，使蜂窝孔中胶液流出，留下蜂窝壁上的胶液薄层作为有效粘接剂；如果载体是开孔海绵，可以采用加压空气流喷涂方法，使开孔海绵的网络状骨架上覆盖上一层胶液。

活性炭的负载方法，可以直接负载，将过量活性炭撒在涂过胶的多孔材料上，振动，依靠重力使活性炭与胶液接触进行粘附，也可以用空气流喷射活性炭，使活性炭与胶液接触粘附，最后将材料烘干或自然晾干。