一种灭菌活性炭的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种灭菌活性炭的制备方法，所述灭菌活性炭的制备步骤是先按质量称取基炭并将基炭置于分散液中，再通过超声或搅拌进行分散处理，然后静置浸泡0.5

【技术实现步骤摘要】
一种灭菌活性炭的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于人防空气净化与吸附材料
，尤其涉及一种灭菌活性炭的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着国家经济的快速发展和国际形势的变化，国防建设在不断加强，在地下停车场、人防工程、地下通道、人群密集的公共场所和建筑物内部以及各类交通、运输工具的舱室内的通风空气质量与人体健康、生命安全、体能发挥，以及武器装备、仪器仪表性能息息相关；尤其是在人防工程设施，这些人防设施是为应对战时、灾时等特殊环境而建设的公共安全建筑，其系统复杂、结构严密，在设计和建造时需要充分考虑战时、灾时的特殊环境，要求具有特殊的通风系统，而空气过滤设备是人防通风系统中必不可少的部件，人防通风系统中会伴有害气体分别有各种细菌、毒性、刺激性和腐蚀性物质等危害，为此要求通风系统能够有效的过滤染空气中的细菌、毒烟气、放射性灰尘等有害物质，为人防工程内部人员提供过滤后的清洁空气；为此，战乱时代，空气中硝烟弥漫，为了保障人员的生命安全，必须将空气中的有害物质去除，为此，空气过滤设备显得尤为重要，从而得以保护人员不受危害和设备不受污染。而目前研究较多的空气过滤方法是活性炭过滤，活性炭是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，是一种多孔径的炭化物，且具有极丰富的孔隙构造和良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸附而成的，其结构外形似以一个六边形，由于不规则的六边形结构，确定了其多面体及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多，为此，根据活性炭的吸附特点，活性炭主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体以及吸附气体中的细菌、毒烟气、放射性灰尘等有害物质，但是目前所用的活性炭材料吸附性能有限，尤其是对于空气中的病毒和细菌，利用活性炭吸附很容易达到饱和，而达不到很高的吸附效率。因此就需要开发一种具有高效吸毒气、病毒和细菌的活性炭材料来满足社会生产应用的需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种灭菌活性炭的制备方法，本专利技术制备得到的灭菌活性炭具有大容量吸附能力，且稳定性好，具有较强的吸附性能、灭菌性能和防护性能，在光照或紫外线照射下，能激活空气中的氧使之变成活性氧杀灭细菌、消除异味。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种灭菌活性炭的制备方法，按质量称取基炭并将基炭置于分散液中，再通过超声或搅拌进行分散处理，然后静置浸泡0.5-1h，加入预配置的浸渍液进行混匀、浸泡10h-20h后，将其在100℃-120℃条件下进行真空离心干燥脱水和冷却，然后进行造粒成型，最后将造粒成型后的活性基炭混合物在110℃-140℃的高温热空气中进行干燥活化2h-5h，待冷却至30℃-40℃后，再在50℃-60℃下陈化8h以上，得到灭菌活性炭成品。
[0005]上述方案进一步优选的，所述分散液与基炭的质量比为3:1～10:1。
[0006]上述方案进一步优选的，所述分散液由氨水和纳米金属氧化物混合而成，混合过程是将金属氧化物放入25℃～35℃氨水中，并通过超声或搅拌进行分散处理使纳米金属氧化物完全分散于氨水中，从而形成纳米金属氧化物分散液，然后将基炭放入纳米金属氧化物分散液中搅拌均匀并静置于真空环境中浸泡0.5h-1h，使纳米金属氧化物被吸附于基炭中。
[0007]上述方案进一步优选的，所述氨水的浓度为15％-24％，所述基炭与纳米金属氧化物的质量比为400:1～1000:1，所述基炭的粒径为100μm-500μm，水分含量不大于5％，强度不小于85％；所述纳米金属氧化物为纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体、纳米三氧化二铝粉体、纳米氧化铈粉体或纳米二氧化锰，粉体粒径为50nm～500nm。
[0008]上述方案进一步优选的，通过超声或搅拌使纳米金属氧化物完全分散于氨水中时，还加入第一表面活性剂，该第一表面活性剂为异丙醇、异丁醇、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、十烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种。通在基炭表面以及孔径内包覆表面活性剂，使纳米金属氧化物能够更好的分散于浸渍液中，减小了纳米金属氧化物团聚并发生沉降的风险；同时表面活性剂对纳米金属氧化物表面的包覆改善了纳米金属氧化物复合粒子和基炭的界面性质，提升了其吸附和灭菌性能。
[0009]上述方案进一步优选的，加入预配置的浸渍液进行混匀、浸泡后，再加入盐溶液进行搅拌混合，然后加入第二表面活性剂混合搅拌均匀浸泡2h-5h，所述盐溶液为钇盐溶液或银盐溶液，所述钇盐溶液采用浓度为1％-6％的硝酸钇或醋酸钇，硝酸钇为六水合硝酸钇；所述的乙酸钇为四水合乙酸钇(又称四水合醋酸钇,纯度均为99.99％)，所述银盐溶液采用硝酸盐为15％-24％的硝酸银溶液，所述第二表面活性剂为甲醇或松油醇。使用少量的第二表面活性剂可以使金属粒子和纳米金属氧化物粒子负载活性炭中的负载量显著增大，增强了活性炭的物理吸附性能及化学催化性能；
[0010]上述方案进一步优选的，所述预配置的浸渍液由以下质量分数的原料配制而成：0.05％～1.13％的硝酸银、28％～62％的氨水、0.05％～1.13％碳酸铵、3.6％～5.8％的碱式碳酸铜、0.6％～3.3％的铬酸酐，余量为去离子水，该氨水的浓度为20％～24％；所述氨水与碳酸铵形成碱性缓冲溶液，碱性的溶液能够溶解碱式碳酸铜、铬酸酐；起到稳定的铜离子、银离子、以及稳定的6价铬离子的作用，能够杀菌防毒、降解有毒有害物质，从而将空气中有害物质变成无害物质。
[0011]上述方案进一步优选的，在100℃-120℃条件下进行真空离心干燥脱水至35％-50％后，冷却至35℃～45℃后加入一定剂量的黏结剂，且在60℃～70℃条件下继续进行真空离心干燥脱水，真空离心干燥脱水至20％-30％后将基炭送入造粒机压制挤出造粒，使造粒后的活性基炭强度大于87％，粒径为0.7mm-1.25mm。
[0012]上述方案进一步优选的，所述黏结剂与基炭的质量比为1:7～1:12；所述真空离心干燥脱水的真空度为0.04MPa-0.08MPa。
[0013]本专利技术制备得到的灭菌活性炭成品在医药领域、通风系统、净水处理及装饰材料中具有广泛的应用。
[0014]综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：
[0015](1)、本专利技术的基炭为煤质活性炭、木材活性炭、硬质果壳活性炭、秸秆活性炭中的一种或多种任意比例组合。所述硬质果壳由椰子壳、棕榈壳、杏壳、枣壳活性炭中的至少一种制备成而成，高温活化的过后促使硬质果壳活性炭具有发达的孔隙结构。本专利技术将基炭改性后所得到的活性炭具有更大的吸附容量，且稳定性好，提高活性炭的防护性能，能够杀菌防毒、降解有毒有害物质，从而将空气中有害物质变成无害物质。
[0016](2)、本专利技术中的高吸附性能活性炭的表面积大，孔隙结构发达点；而且，能利用纳米金属氧化物阻挡紫外线、吸收衰减紫外线，在光照或紫外线照射下，能激活空气中的氧使之变成活性氧杀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灭菌活性炭的制备方法，其特征在于：按质量称取基炭并将基炭置于分散液中，再通过超声或搅拌进行分散处理，然后静置浸泡0.5-1h，加入预配置的浸渍液进行混匀、浸泡10h-20h后，将其在100℃-120℃条件下进行真空离心干燥脱水和冷却，然后进行造粒成型，最后将造粒成型后的活性基炭混合物在110℃-140℃的高温热空气中进行干燥活化2h-5h，待冷却至30℃-40℃后，再在50℃-60℃下陈化8h以上，得到灭菌活性炭成品。2.根据权利要求1所述的一种灭菌活性炭的制备方法，其特征在于：所述分散液与基炭的质量比为3:1～10:1。3.根据权利要求1或2所述的一种灭菌活性炭的制备方法，其特征在于：所述分散液由氨水和纳米金属氧化物混合而成，混合过程是将金属氧化物放入25℃～35℃氨水中，并通过超声或搅拌进行分散处理使纳米金属氧化物完全分散于氨水中，从而形成纳米金属氧化物分散液，然后将基炭放入纳米金属氧化物分散液中搅拌均匀并静置于真空环境中浸泡0.5h-1h，使纳米金属氧化物被吸附于基炭中。4.根据权利要求3所述的一种灭菌活性炭的制备方法，其特征在于：所述氨水的浓度为15％-24％，所述基炭与纳米金属氧化物的质量比为400:1～1000:1，所述基炭的粒径为100μm-500μm，水分含量不大于5％，强度不小于85％；所述纳米金属氧化物为纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体、纳米三氧化二铝粉体、纳米氧化铈粉体或纳米二氧化锰，粉体粒径为50nm～500nm。5.根据权利要求3所述的一种灭菌活性炭的制备方法，其特征在于：通过超声或搅拌使纳米金属氧化物完全分散于氨水中时，还加入第一表面活性剂，该第一表面活性剂为异丙醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾锡红，顾锡江，程国森，陆银波，冯喜燕，
申请(专利权)人：广西南宁都宁通风防护设备有限公司，
类型：发明
国别省市：