[发明专利]一种木材干燥用有机挥发性气体吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种木材干燥用有机挥发性气体吸附材料的制备方法，由活性炭颗粒、薰衣草、粉煤灰、硝酸铬、硝酸铈、氧化铝粉末等原料制成，本发明利用活性炭经酸化改性，提供发达的孔隙结构和较大的比表面积，提升吸附能力，再使用粉煤灰经酸碱分别处理作为基体负载Cr‑Ce复合氧化体，为有机污染提供了降解空间，大幅增加了有机物吸附降解种类，同时通过薰衣草精油提取提高木材干燥废气处理过程中空气的香气，优化工作空气环境，本发明制作工艺简单，成本低廉，产品安全稳定，具有良好的市场前景和应用价值。

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种木材干燥用有机挥发性气体吸附材料的制备方法。

背景技术

木材在干燥过程中会释放大量挥发性物质，这些物质随干燥尾气排放到大气中，会对环境和人类造成一定影响。从国内外木材干燥的研究中发现，木材干燥过程中产生的挥发性物质大致分为萜/萜烯类化合物和非萜烯类挥发物两大类。萜和萜烯类化合物的碳架可以看作是异戊二烯的倍数及其含氧衍生物。木材干燥窑排放的废气里含有25-30种萜烯类化合物，非萜烯类挥发物包括有机酸、醛类、烷烃类、苯类等。

在国家标准《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中，把甲醛、乙醛和丙烯醛都列为对大气有害的物质。而甲醇蒸汽对呼吸道黏膜有强烈的刺激作用。萜/萜烯类化合物本身并不足以对人体和环境造成危害，但由于其在紫外光的照射下易于氮氧化物发生反应生成臭氧和其他光化学氧化物，从而对人体和环境造成影响。

这些挥发性物质对人体和环境都有很大的危害，木材干燥工业排放尾气中挥发性物质的净化处理显得尤为重要。目前常用的净化方法有燃烧法、冷凝法、吸收法、吸附法、催化法、生物降解法、低温等离子技术等，其中吸附法较为广泛的应用于处理木材干燥中的挥发性物质，其具有去除效率高、能耗低、可回收利用等优点，有很好的环境和经济效益。尽管已经有很多针对挥发性气体吸附材料的研究，但这些产品中多数仅仅选择一至两种种污染组分作为吸附降解底物，而实际中木材干燥废气组分非常复杂，因此无法满足完全处理废气的需求。

Cr、Ce作为过渡金属和稀土金属，价格相对低廉，同时其氧化物具有较为稳定的活性中心，能够实现与多种污染物的催化降解。沸石作为常见吸附原料，其制备合成中通常需要外加硅、铝化学试剂来调整硅铝比，而且大多需要添加有机模板剂，但合成沸石往往为各种晶相的混合物，纯度不太高，这也限制了其作为有机污染吸附基体的使用。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种木材干燥用有机挥发性气体吸附材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种木材干燥用有机挥发性气体吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将活性炭颗粒加入到2-3倍于其质量的30%硝酸溶液中，在70-80℃水浴条件下回流2-3小时，冷却后用去离子水反复洗至pH至7，在110-120℃下恒温干燥备用；

（2）将薰衣草置于水中煮沸2-3小时，过滤后蒸馏，分离蒸馏液得到薰衣草精油备用；

（3）将粉煤灰送入马弗炉中于750-850℃下煅烧90-120分钟,取出后再以固液比1：（8-10）g/mL浸泡于4mol/L的盐酸溶液中，加热至80-90℃搅拌2-3小时，之后过滤干燥，所得产物与氢氧化钠按质量比1：（1-1.2）混合，并再次送入马弗炉中，于500-600℃煅烧60-90分钟，冷却后取出，与10-15倍于其质量的水混合，静置陈化10-12小时，之后转移至水热反应釜中，密封后晶化20-24小时，反应完成后取出过滤并干燥，得到改性沸石基体；

（4）将硝酸铬和硝酸铈混合后溶解于水中，再向溶液中加入氧化铝粉末以及改性沸石基体，于不断搅拌下加入氨水至溶液pH值为9.5-10.5，之后静置陈化10-12小时，过滤后干燥，所得产物于马弗炉中450-500℃焙烧4-5小时，得Cr-Ce复合负载改性沸石基体备用；