復合活性炭工藝制品設計

矯濟遠+馬輝

摘 要：文章主要針對因室內、車內裝飾等環境質量惡化、空氣質量超標而影響人類健康的一些問題，設計一款以活性炭、植物精油為原料，具有吸附室內有害物質，同時具有清新空氣、健康養生作用的復合活性炭工藝花盆，使人們呼吸到新鮮的室內空氣，制作出符合國家規定的環保創新型、無毒無害的工藝制品。

關鍵詞：復合活性炭；吸附；環保

中圖分類號：X51文獻標識碼：A收稿日期：2017-04-23

一、復合活性炭工藝制品簡介

所研發的工藝制品主要以復合活性炭花盆為主，以活性炭、植物精油為原料，制造出可以吸附有害物為目標的新型花盆，主要吸附空氣中的甲醛、芳香烴類等有害氣體。通過實驗，加大活性炭的吸附量，其中的精油成分則可調節人們的身心。通過實驗研究，由植物精油和改性活性炭結合而成的新型花盆，為活性炭、黏土巖按比例混合而成。主要工藝為原料粉碎—配料—成形—整型—干燥—焙燒等。

二、市場

目前，我國使用的花盆主要用來養植花卉，為盛放花卉的器具。按材質分類，分為泥瓦盆、塑料盆等。相比之下，本試驗所設計的花盆，不但可以使土壤更透氣，花盆表面還會吸附空氣中的雜質，凈化并清新空氣。其中添加的植物精油，使得本產品具有較好的保健功效。本產品特點鮮明，功能多樣，市場容量較大。

三、活性炭及活性炭的優化

目前使用的活性炭的形態主要是黑色粉末狀，其主要組成元素為碳元素，此外，還包含兩類化合物：一種是含有氧和氫的化學元素，另一種是灰分。

本文通過對活性炭進行改良，提高活性炭的吸附能力；通過利用和改變活性炭結構，使其具有優良的吸附性能。即將活性炭放入碳酸鈉中浸泡5小時，使其浸泡完全，風干后再加入亞硫氫鈉進行浸泡，之后進行風干、干燥。制成相應的成品，由實驗數據可知，其成品活性炭的吸附值會有所提高。

四、添加精油介紹

添加精油可使得產品有吸附空氣中雜質的效果，而且通過精油的釋放，可保證其產品質量，有益人體健康。精油能增強人體免疫功能，促進人體健康，同時能夠幫助人們增強免疫力，產生有利于身心的治療效果。

五、活性炭與黏合劑添加量的影響

取5克活性炭，加入不同質量的3種黏合劑，并攪拌均勻，在150℃下加熱30分鐘后，實驗結果如下圖所示。

由圖可知， CMC作為成型劑其效果最好，吸附量最大。高于PVA和淀粉，所以PVA黏合劑強度最大，淀粉的強度最差。

六、后處理溫度的影響

取5克活性炭，加入不同的粘合劑，在150℃環境下加熱30分鐘，實驗結果如下圖所示。

由圖可知，處理溫度的高低對吸附作用影響小，CMC吸附量最大， PVA和淀粉吸附量相近。

七、后處理時間的影響

將相同質量活性炭與3種黏合劑分別混合并進行加熱，即在150℃下處理30分鐘。實驗結果如上圖所示。

由圖可知，后處理時間對活性炭吸附性能的影響較小，處理時間對吸附量有影響。

八、產品剖析

花盆內壁是由PBT制成，外壁則具有活性炭成分，我們應用的改性活性炭則是由碳酸鈉和亞硫酸氫鈉制成，從而增大了活性炭孔徑，增大了吸附量。并采用蒸汽，使精油成分被活性炭吸收，活性炭可以儲存精油并且有精油的釋放管道，被吸附進來的有毒物質也會儲存其中，不會隨精油的釋放而逃逸出去。

九、產品性能

（1）產品強度大：通過實驗得到PVA（聚乙烯醇）的比例，使得花盆本身的硬度得到增強。

（2）產品的防水性、防氧化性：本產品采用的是將PBT作為花盆的內飾，即將其盆栽種植在PBT中，而其外部則由PBT與復合活性炭組成，使得花盆的防水性能得到提高。

（3）吸附性：本產品通過擴大活性炭的孔徑，吸附能力增強，而精油這樣的納米級的小分子則不會得到循環吸附。原因是精油納米分子較小，產生吸附作用時不會堵塞孔徑，所以精油一經釋放，活性炭對其的吸附率會很低。

十、總結

隨著社會經濟的發展，環境問題也越來越嚴重，而環保問題越來越受到人們的關注。利用活性炭來保護人們所處的環境，將會成為未來社會發展和家庭生活的發展趨勢。我們研究的產品符合現代社會發展和人民群眾生活需要，具有活力和生命力，前景廣闊，今后還要不斷創新、不斷努力，讓產品更優和多樣化。本文通過對活性炭的改良，使其孔徑達到最優設計的工藝制品，具有優良的性能，在今后的室內環保中具有重要作用。

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