活性泥炭涂料的制備與應(yīng)用

李學(xué)雷 張俊茹 陳世潤(rùn) 李佳其 陳紅

摘 要： 以優(yōu)質(zhì)泥炭為主要填料，細(xì)沙、膠粉、纖維素、滑石粉、膩?zhàn)臃鄣茸鳛榛钚阅嗵客苛系脑牧?，將它們按一定比例混合均勻。制作模擬室內(nèi)甲醛濃度的環(huán)境，探究活性泥炭涂料對(duì)甲醛的吸附效率及吸附持續(xù)性。通過(guò)固體份實(shí)驗(yàn)檢測(cè)活性泥炭涂料的固體含量，附著力實(shí)驗(yàn)檢測(cè)活性泥炭涂料與被附著物的堅(jiān)固程度，通過(guò)耐凍融性實(shí)驗(yàn)估算活性泥炭涂料的使用時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，活性泥炭涂料中未檢測(cè)出有毒有害物質(zhì)，最終甲醛溶液濃度降到國(guó)家I類民用建筑工程標(biāo)準(zhǔn)的水平，活性泥炭涂料對(duì)甲醛有持久的吸附性，活性泥炭含量占到55.75%，最低可以經(jīng)受十余次耐凍融性實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 活性泥炭;吸附甲醛;附著力;固體份;耐凍融性

【中圖分類號(hào)】S141.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.235

對(duì)于室內(nèi)環(huán)境污染來(lái)講，家庭裝修對(duì)其影響較大，其中主要污染物主要是甲醛以及苯等相關(guān)有機(jī)物，進(jìn)而對(duì)人體健康造成重要影響。文章主要針對(duì)活性炭作為吸附凈化室內(nèi)空氣，在凈化過(guò)程中具有經(jīng)濟(jì)性，并操作十分簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)主要以甲醛為主，進(jìn)行針對(duì)性模擬研究，對(duì)比了一些活性炭吸附效果，最終證明活性炭的吸附性能。

1 室內(nèi)污染物

1.1 重要組成

對(duì)于室內(nèi)污染來(lái)講，其中包含了化學(xué)性污染以及生物性污染等。在化學(xué)污染中包括甲醛以及氨氣等造成的污染。而生物污染是一些生物污染因子，其中細(xì)菌以及病毒等。在室內(nèi)空氣污染中，化學(xué)污染危害較大，其中甲醛危害十分嚴(yán)重，對(duì)人身體健康具有嚴(yán)重影響。

對(duì)于甲醛來(lái)講，主要是由油漆以及塑料和相關(guān)合成樹(shù)脂構(gòu)成的。室內(nèi)在進(jìn)行裝修時(shí)，其中細(xì)木工板以及膠合板和貼墻布等都含有甲醛化學(xué)物質(zhì)。這些殘留物會(huì)向四周逐漸釋放出來(lái)，時(shí)間最長(zhǎng)能夠達(dá)到十幾年。

1.2 室內(nèi)污染物去除方法

在當(dāng)前形勢(shì)下，對(duì)于室內(nèi)空氣污染治理方法具有多種方式。在美國(guó)以及日本等國(guó)，室內(nèi)治理污染產(chǎn)品在2002年開(kāi)始出現(xiàn)的，在一定程度上講各種方法都有優(yōu)劣性。治理方法從總體來(lái)講，主要分為以下幾種，第一化學(xué)反應(yīng)法，第二，吸附法，第三生化處理法等，本課題主要是以吸附法為研究對(duì)象。

吸附是固體表面現(xiàn)象，對(duì)于氣態(tài)污染物來(lái)講，主要是將多孔性吸附劑進(jìn)行有效的利用，這樣才能對(duì)氣態(tài)污染物進(jìn)行有效處理。將其中一些組分，在化學(xué)鍵力作用下，對(duì)吸附在固體表面，最終達(dá)到分離狀態(tài)。一般主要用的吸附劑有活性炭以及硅膠等。而活性炭在一定溫度下容易吸附，如果將相關(guān)化學(xué)試劑利用其中，能夠確?；钚蕴客瑫r(shí)具有化學(xué)吸附以及物理吸附。

1.3 研究?jī)?nèi)容

第1，對(duì)不同活性泥炭涂料吸附性能進(jìn)行對(duì)比。第2，對(duì)活性泥炭進(jìn)行改性處理，進(jìn)而得到最佳效果。第3，與市場(chǎng)銷(xiāo)售涂料以及改進(jìn)后的活性泥炭涂料吸附效果進(jìn)行對(duì)比。

2 實(shí)驗(yàn)方案

在錐形瓶當(dāng)中，加入一定的甲醛溶液，大約是50ml，甲醛揮發(fā)出的溶液氣體放置在活性泥炭涂料玻璃管當(dāng)中，并在尾部接入一個(gè)試管，試管當(dāng)中含有蒸餾水。在整個(gè)裝置中主要是由玻璃細(xì)管進(jìn)行連接的，同時(shí)由凡士林進(jìn)行密封，整個(gè)反應(yīng)是在密封下進(jìn)行的。

2.1 技術(shù)路線

在錐形瓶當(dāng)中揮發(fā)出一定的甲醛后，在玻璃導(dǎo)管中被吸附劑吸附，沒(méi)有被吸附劑作用的甲醛應(yīng)在收集裝置中。吸附劑在吸附甲醛這個(gè)過(guò)程中，在一定時(shí)間內(nèi)，應(yīng)對(duì)凈化裝置質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，這樣才能得到凈化裝置質(zhì)量差，換言之就是一定時(shí)間內(nèi)吸收的甲醛質(zhì)量。

2.2 活性泥炭改進(jìn)方法

第一，酸改性法，對(duì)于這種改進(jìn)方法來(lái)講，主要是將活性泥炭進(jìn)行有效的處理，并在一定濃度水溶液HCI下進(jìn)行浸漬，當(dāng)浸漬一段時(shí)間后，將洗至中性，在固定溫度下，干燥一定時(shí)間后，最終制成酸改性樣品。

第二，堿改性法。將活性泥炭在NaoH溶液當(dāng)中，進(jìn)行浸漬，在固定時(shí)間內(nèi)洗至中性，并在一定溫度下，進(jìn)行干燥一定時(shí)間后，最終制成堿改性樣品。

3 實(shí)驗(yàn)分析

測(cè)定甲醛濃度：對(duì)于甲醛測(cè)定方式主要是通過(guò)變色酸比色法以及乙酰丙酮比色法等化學(xué)方法。另外，在儀器法當(dāng)中，主要分為以下兩點(diǎn)內(nèi)容，一種是氣相色譜法，另一種是高效液相色譜法。根據(jù)實(shí)際需求，測(cè)定酸堿滴定法。

第一，選擇試劑。選擇硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，同時(shí)將百里香酚藍(lán)指劑利用其中，并加入0.1%的乙醇溶液，移液管選擇5ml的，還應(yīng)選擇亞硫酸鈉溶液，進(jìn)行福爾馬林試樣。

第二，儀器。在儀器選用上是以酸式滴定管為主，選擇50ml的，同時(shí)10ml的量筒。在移液管上選擇5ml的，并將燒杯以及膠頭滴管利用其中。

第三，原理。甲醛以及亞硫酸鈉作用下會(huì)生成氫氧化鈉這種物質(zhì)，并依照百里香酚藍(lán)為主要指示劑，并將硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定進(jìn)行反應(yīng)，最終作用成氫氧化鈉，依照硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的具體消耗量能夠得出試樣中甲醛實(shí)際含量。2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。

第四，實(shí)驗(yàn)步驟。將50ml的亞硫酸鈉溶液放置在錐形瓶當(dāng)中，并將3滴百里香酚藍(lán)指示劑溶于其中，最終硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中藍(lán)色會(huì)逐漸消失。在這樣的實(shí)驗(yàn)操作下將得到甲醛濃度。

4 實(shí)驗(yàn)分析

在20℃以及25℃這樣的溫度下，活性泥炭涂料對(duì)甲醛的吸附性進(jìn)行測(cè)定，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)顆?；钚阅嗵客苛衔侥芰^弱，因此不考慮顆?；钚阅嗵?。對(duì)其進(jìn)行分析考慮應(yīng)該是活性泥炭在孔徑上十分大，微孔多的活性泥炭更加側(cè)重于對(duì)小分子的吸附，而大孔活性泥炭側(cè)重于大分子吸附。在甲醛溶液當(dāng)中，包含了甲醛分子以及相關(guān)的水分子。前者直徑在0.45mm，而后者直徑在0.324mm，直徑都十分小。而顆?；钚蕴苛捷^大，對(duì)甲醛吸附效果較小，因此不能利用顆?；钚蕴?。

在20℃溫度下，活性泥炭涂料對(duì)甲醛具有較好的吸附。在25℃溫度下，慢慢出現(xiàn)了下降這樣的趨勢(shì)，因此在不同溫度下吸附能力也是不同的。對(duì)于溫度的提高會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果的發(fā)生，第一，從吸附劑角度為主要出發(fā)點(diǎn)，溫度對(duì)擴(kuò)散速率以及吸附平衡具有重要影響。溫度的上升將導(dǎo)致擴(kuò)散速率增快，但同時(shí)也會(huì)降低吸附率。第二，溫度提高隨之甲醛也會(huì)加快擴(kuò)散，甲醛流量逐漸變大。針對(duì)同一種物質(zhì)來(lái)講，擁有的氣流越大，透過(guò)時(shí)間將較短，同時(shí)吸附量也較大。對(duì)于甲醛溶液來(lái)講，是一種極性物質(zhì)，同時(shí)在沸點(diǎn)上并不是特別高。因此，對(duì)于甲醛來(lái)講，前者影響大于后者影響。溫度升高將導(dǎo)致吸附能力降低。

5 結(jié)論

在實(shí)驗(yàn)中對(duì)顆?；钚阅嗵客苛弦约胺勰┗钚阅嗵客苛显诩兹┲械奈叫阅苓M(jìn)行對(duì)比，粉末活性泥炭對(duì)甲醛吸附能力是0.0103g甲醛/g，效果好于顆?；钚阅嗵客苛?。在該研究中證明，活性泥炭涂料能夠?qū)κ覂?nèi)空氣污染物進(jìn)行有效的凈化。

參考文獻(xiàn)

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