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硅藻土基環(huán)保材料制備與應(yīng)用研究論文
1 概述
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們開始更加關(guān)注家居環(huán)境，因此室內(nèi)裝飾裝修開始成為一種時(shí)尚，不過目前大部分裝飾裝修材料中都含有害化學(xué)物質(zhì)，比如甲醛、氨氣、苯系物等揮發(fā)性氣體，這些氣體對(duì)人體健康造成一定的危害。硅藻土是一種天然礦物質(zhì)材料，主要化學(xué)成分是SiO2，一般以SiO2·nH2O 的形式存在，另外還混有少量的Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、P 等雜質(zhì)。硅藻土表面微孔非常多，沒有任何有害的化學(xué)物質(zhì)，具備隔熱、隔音、防水、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。另外，還具有除臭、吸濕、吸附室有害氣體等作用。因此，硅藻土基吸附劑可以作為一種新型室內(nèi)空氣凈化環(huán)保材料。
2 環(huán)保材料制備情況
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
硅藻土、植物碎屑、可分散性糯米膠粉(粘結(jié)劑)、羧甲基纖維素鈉(增稠劑)、去離子水。
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
馬弗爐(SX2-4-10 型)、粉碎機(jī)(QE-100 型)、攪拌器(JB90-D型)、氣體采樣器(QC-1 型)、電熱鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9030A 型)、紅外光譜儀(NICOLET5700 型)、掃描電鏡(JSM-5600LV 型)。
2.3 制備工藝
實(shí)驗(yàn)采用天然多孔的硅藻土為基材，附加一定比例(見表1)的植物碎屑、粘結(jié)劑、增稠劑等物質(zhì)，制備出硅藻土基環(huán)保材料。
(1)焙燒。將硅藻土置于馬弗爐中，在溫度450℃下焙燒90min，從而燒除硅藻土中的有機(jī)物質(zhì)，增加顆粒表面微孔數(shù)量。
(2)破碎過篩。將硅藻土和植物碎屑分別進(jìn)行破碎，并將顆粒通過孔徑為0.1mm 的分樣篩，得到篩下物。
(3)人工混合。將破碎過篩后的硅藻土和植物碎屑、增稠劑、粘結(jié)劑按照一定比例混合，并用攪拌器攪拌均勻。
(4)人工造粒。將去離子水緩慢加入均勻的混合原料中，并用玻璃棒攪拌至凝膠狀態(tài)，然后，進(jìn)行手工制作3mm 左右的顆粒。
(5)烘干。將人工制作的顆粒放入電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行烘干，設(shè)定溫度為30℃，時(shí)間為24h;然后取出用塑封袋密封，放置于干燥器中備用。
2.4 材料表征
（1）選取干燥器中備用的硅藻土基環(huán)保材料進(jìn)行掃描電鏡和紅外光譜分析。材料成品中沒有硅藻土多孔的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，而是表面比較粗糙，呈現(xiàn)簇狀、觷團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，孔隙較發(fā)達(dá)，比表面積較大，這說明通過焙燒檢測(cè)氣體樣品中甲醛含量，換算成體積濃度，濃度差值與空白容器中樣品濃度的比值即為甲醛去除率。
(2)甲苯去除率的測(cè)定：用移液槍分別稱取5μL 甲苯溶液兩份，同時(shí)放入上述G0、G1 密閉容器中，靜置24h 后，使用空氣采樣器從密閉容器分別采集等量氣體，采用氣相色譜儀(GC-2010 Plus 型)檢測(cè)氣體樣品中甲苯含量，換算成體積濃度，濃度差值與空白容器中樣品濃度的比值即為甲苯去除率。
(3)氨氣：用移液槍分別稱取5μL 氨水溶液兩份，同時(shí)放入上述G0、G1 密閉容器中，靜置24h 后，使用空氣采樣器從密閉容器分別采集等量氣體，采用可見分光光度計(jì)(722N 型)檢測(cè)氣體樣品中甲苯含量，換算成體積濃度，濃度差值與空白容器中樣品濃度的比值即為氨氣去除率。
3 吸附效果(吸附率、有害氣體去除率)
在密封容器內(nèi)，硅藻土基環(huán)保材料吸附甲醛、甲苯、氨氣三種有害氣體實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中可以看出，硅藻土基環(huán)保材料對(duì)于三種有害氣體都具有一定的吸附效果，其中，甲醛的去除率較好，達(dá)到58.16%，甲苯的去除率較差，僅為47.22%。
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