本发明涉及吸附过滤材料,特别是涉及一种新型复合降氡材料及其制备方法。
背景技术:
1、氡气是一种半衰期为3.8235天的唯一一种常规条件下全部由放射性同位素构成的气体,会源源不断地从岩石和土壤中的含铀矿物中释放出来。地下阵地及地下工程、山城型城市低凹区域近地面楼层和地下室、矿山矿冶、岩石、建筑材料使用等环境中往往会积累更高浓度的氡气,对从业人员造成健康危害。据报道,在地下矿山或房屋等封闭空间中,氡气产生的电离辐射剂量约占个人接收的电离辐射剂量的52%。流行病学研究提供了大量证据表明,即使在相对较低的氡水平下,室内氡暴露也会导致肺癌。氡被认为是非吸烟者肺癌的头号原因,吸烟者的第二大致癌因素。世界卫生组织把氡列为19种主要环境致癌物之一,并建议将室内222rn的参考水平由现时的200bqm-3降至100bqm-3。
2、当前国内外降氡措施主要有减少析出、通风稀释和吸附富集三种方法。在高氡析出率的建材、地面或者墙壁喷涂防氡涂料,以此来阻断氡的释放,但是不能保证密封的长期有效性;通过增大空气的流通量,稀释室内氡浓度,能够有效的降低室内氡气浓度,但是能耗较高而且在地下密闭空间实施操作单独较大;通过活性炭吸附富集、纤维过滤净化技术、生物过滤技术、静电除尘技术等均可以用来降低室内氡浓度,其中活性炭吸附富集是当前使用最多也最有效的方法。但是,当前采用的除氡活性炭性能仍然达不到要求,导致装置过于大型化和复杂化,而且成本较高。因此,寻求价格低廉且性能良好的新型复合降氡材料具有重要的研究意义。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对当前采用的除氡活性炭性能仍然达不到要求,导致装置过于大型化和复杂化,而且成本较高的问题,提供一种新型复合降氡材料及其制备方法。
2、一种新型复合降氡材料,包括沿过滤方向前后重叠的过滤功能层及吸附功能层,所述过滤功能层包括两个沿过滤方向前后重叠的纤维层,每一所述纤维层上设置有活性炭,所述活性炭粘附于所述纤维层上,以于所述纤维层上形成第一空白区及与第一吸附区,前一所述纤维层的所述第一空白区与后一所述纤维层的所述第一吸附区叠合,所述吸附功能层包括两个沿过滤方向前后重叠的固定层,每一个所述固定层上设置有纳米氡吸附材料,所述纳米氡吸附材料粘附于所述固定层上,以于所述固定层上形成第二空白区及第二吸附区,前一所述固定层的所述第二空白区与后一所述固定层的所述第二吸附区叠合,后一所述纤维层的所述第一空白区与前一所述固定层的所述第二吸附区叠合。
3、作为一种优选方案,所述活性炭为改性竹活性炭。
4、作为一种优选方案,所述纳米氡吸附材料为zif-8。
5、作为一种优选方案,所述纤维层为玻璃纤维、pp纤维、pet纤维或膨体ptfe纤维。
6、作为一种优选方案,所述固定层为pp纤维毡或pet纤维毡。
7、作为一种优选方案,所述新型复合降氡材料还包括保护功能层,所述保护功能层沿过滤方向重叠于所述吸附功能层的后方,所述保护功能层具有多孔结构且孔径小于所述纳米氡吸附材料的粒径。
8、一种如上所述新型复合降氡材料的制备方法,包括以下步骤:
9、s1、在纤维层的第一吸附区喷上透气胶水,然后将活性炭撒在所述第一吸附区上,使前一所述纤维层的所述第一空白区与后一所述纤维层的所述第一吸附区叠合,并通过喷胶连接两个所述纤维层,得到过滤功能层;
10、s2、在固定层的第二吸附区喷上透气胶水,然后将纳米氡吸附材料撒在所述第二吸附区上,使前一所述固定层的所述第二空白区与后一所述固定层的所述第二吸附区叠合,并通过喷胶连接两个所述固定层,得到吸附功能层;
11、s3、使后一所述纤维层的所述第一空白区与前一所述固定层的所述第二吸附区叠合,并通过喷胶连接所述过滤功能层与所述吸附功能层。
12、作为一种优选方案,所述活性炭为改性竹活性炭,所述改性竹活性炭的制备方法,包括以下步骤:
13、所述改性竹活性炭的制备方法,包括以下步骤:
14、s11、将竹炭清洗去杂质干燥后,粉碎筛选,得到竹炭粉;
15、s12、在竹炭粉中加入适量的活化剂混合均匀并充分研磨,得到混合物;其中,所述活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂;
16、s13、在惰性气体保护下,将s12制备得到的混合物煅烧,冷却后用稀盐酸浸泡,再用去离子水洗涤至中性,过滤干燥,得到改性竹活性炭。
17、作为一种优选方案,所述竹炭粉与所述活化剂的质量比为1:0.25~2。
18、作为一种优选方案,s11中将竹炭清洗去杂质干燥的具体方法为将竹炭用去离子水漂洗3次,去掉表面灰分等杂质,将漂洗后的竹炭置真空干燥箱中,在120℃下烘干24h。
19、作为一种优选方案,s13中所述惰性气体为氩气或氮气;所述惰性气体气流速度为0.1~0.3l/min
20、作为一种优选方案,s13中混合物置于管式炉中煅烧,所述管式炉的升温速度为3~8℃/min,所述煅烧温度为700~800℃,煅烧时间为2h。
21、作为一种优选方案,s13中混合物经煅烧、冷却后,置于10wt%稀盐酸溶液中浸泡4~6h,再用去离子水反复洗涤至滤液为中性,且前后两次滤液ph值不变,经过滤后,所得的固体置于真空干燥箱中在温度为120℃的条件下干燥12h,得到所述改性竹活性炭。
22、作为一种优选方案,所述新型复合降氡材料的制备方法还包括步骤s4,所述新型复合降氡材料还包括保护功能层,步骤s4的具体为通过喷胶连接所述吸附功能层与所述保护功能层。
23、本发明的有益效果为:通过过滤功能层及吸附功能层的配合,且后一所述纤维层的所述第一空白区与前一所述固定层的所述第二吸附区叠合,如此能确保气体都是经第一吸附区、第二空白区及第二吸附区,有效提高氡吸附效果;同时第一空白区及第二空白区的设置能有效扩大活性炭及纳米氡吸附材料与气体的接触面积,同时有效延长活性炭及纳米氡吸附材料对气体的作用时间,从而有效增强氡吸附作用;由于活性炭使用的是改性竹活性炭,而纳米氡吸附材料为zif-8,由此,新型复合降氡材料对氡的吸附能力强
1.一种新型复合降氡材料,其特征在于:包括沿过滤方向前后重叠的过滤功能层及吸附功能层,所述过滤功能层包括两个沿过滤方向前后重叠的纤维层,每一所述纤维层上设置有活性炭,所述活性炭粘附于所述纤维层上,以于所述纤维层上形成第一空白区及与第一吸附区,前一所述纤维层的所述第一空白区与后一所述纤维层的所述第一吸附区叠合,所述吸附功能层包括两个沿过滤方向前后重叠的固定层,每一个所述固定层上设置有纳米氡吸附材料,所述纳米氡吸附材料粘附于所述固定层上,以于所述固定层上形成第二空白区及第二吸附区,前一所述固定层的所述第二空白区与后一所述固定层的所述第二吸附区叠合,后一所述纤维层的所述第一空白区与前一所述固定层的所述第二吸附区叠合。
2.根据权利要求1所述的新型复合降氡材料,其特征在于,所述活性炭为改性竹活性炭。
3.根据权利要求2所述的新型复合降氡材料,其特征在于,所述纳米氡吸附材料为zif-8。
4.根据权利要求1所述的新型复合降氡材料,其特征在于,所述纤维层为玻璃纤维、pp纤维、pet纤维或膨体ptfe纤维;所述固定层为pp纤维毡或pet纤维毡。
5.根据权利要求1所述的新型复合降氡材料,其特征在于,还包括保护功能层,所述保护功能层沿过滤方向重叠于所述吸附功能层的后方,所述保护功能层具有多孔结构且孔径小于所述纳米氡吸附材料的粒径。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述新型复合降氡材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的新型复合降氡材料的制备方法,其特征在于,所述活性炭为改性竹活性炭,所述改性竹活性炭的制备方法,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的新型复合降氡材料的制备方法,其特征在于,所述竹炭粉与所述活化剂的质量比为1:0.25~2。
9.根据权利要求6所述的新型复合降氡材料的制备方法,其特征在于,还包括步骤s4,所述新型复合降氡材料还包括保护功能层,步骤s4的具体为通过喷胶连接所述吸附功能层与所述保护功能层。