复合活性炭工艺制品设计

矫济远+马辉

摘 要：文章主要针对因室内、车内装饰等环境质量恶化、空气质量超标而影响人类健康的一些问题，设计一款以活性炭、植物精油为原料，具有吸附室内有害物质，同时具有清新空气、健康养生作用的复合活性炭工艺花盆，使人们呼吸到新鲜的室内空气，制作出符合国家规定的环保创新型、无毒无害的工艺制品。

关键词：复合活性炭；吸附；环保

中图分类号：X51文献标识码：A收稿日期：2017-04-23

一、复合活性炭工艺制品简介

所研发的工艺制品主要以复合活性炭花盆为主，以活性炭、植物精油为原料，制造出可以吸附有害物为目标的新型花盆，主要吸附空气中的甲醛、芳香烃类等有害气体。通过实验，加大活性炭的吸附量，其中的精油成分则可调节人们的身心。通过实验研究，由植物精油和改性活性炭结合而成的新型花盆，为活性炭、黏土岩按比例混合而成。主要工艺为原料粉碎—配料—成形—整型—干燥—焙烧等。

二、市场

目前，我国使用的花盆主要用来养植花卉，为盛放花卉的器具。按材质分类，分为泥瓦盆、塑料盆等。相比之下，本试验所设计的花盆，不但可以使土壤更透气，花盆表面还会吸附空气中的杂质，净化并清新空气。其中添加的植物精油，使得本产品具有较好的保健功效。本产品特点鲜明，功能多样，市场容量较大。

三、活性炭及活性炭的优化

目前使用的活性炭的形态主要是黑色粉末状，其主要组成元素为碳元素，此外，还包含两类化合物：一种是含有氧和氢的化学元素，另一种是灰分。

本文通过对活性炭进行改良，提高活性炭的吸附能力；通过利用和改变活性炭结构，使其具有优良的吸附性能。即将活性炭放入碳酸钠中浸泡5小时，使其浸泡完全，风干后再加入亚硫氢钠进行浸泡，之后进行风干、干燥。制成相应的成品，由实验数据可知，其成品活性炭的吸附值会有所提高。

四、添加精油介绍

添加精油可使得产品有吸附空气中杂质的效果，而且通过精油的释放，可保证其产品质量，有益人体健康。精油能增强人体免疫功能，促进人体健康，同时能够帮助人们增强免疫力，产生有利于身心的治疗效果。

五、活性炭与黏合剂添加量的影响

取5克活性炭，加入不同质量的3种黏合剂，并搅拌均匀，在150℃下加热30分钟后，实验结果如下图所示。

由图可知， CMC作为成型剂其效果最好，吸附量最大。高于PVA和淀粉，所以PVA黏合剂强度最大，淀粉的强度最差。

六、后处理温度的影响

取5克活性炭，加入不同的粘合剂，在150℃环境下加热30分钟，实验结果如下图所示。

由图可知，处理温度的高低对吸附作用影响小，CMC吸附量最大， PVA和淀粉吸附量相近。

七、后处理时间的影响

将相同质量活性炭与3种黏合剂分别混合并进行加热，即在150℃下处理30分钟。实验结果如上图所示。

由图可知，后处理时间对活性炭吸附性能的影响较小，处理时间对吸附量有影响。

八、产品剖析

花盆内壁是由PBT制成，外壁则具有活性炭成分，我们应用的改性活性炭则是由碳酸钠和亚硫酸氢钠制成，从而增大了活性炭孔径，增大了吸附量。并采用蒸汽，使精油成分被活性炭吸收，活性炭可以储存精油并且有精油的释放管道，被吸附进来的有毒物质也会储存其中，不会随精油的释放而逃逸出去。

九、产品性能

（1）产品强度大：通过实验得到PVA（聚乙烯醇）的比例，使得花盆本身的硬度得到增强。

（2）产品的防水性、防氧化性：本产品采用的是将PBT作为花盆的内饰，即将其盆栽种植在PBT中，而其外部则由PBT与复合活性炭组成，使得花盆的防水性能得到提高。

（3）吸附性：本产品通过扩大活性炭的孔径，吸附能力增强，而精油这样的纳米级的小分子则不会得到循环吸附。原因是精油纳米分子较小，产生吸附作用时不会堵塞孔径，所以精油一经释放，活性炭对其的吸附率会很低。

十、总结

随着社会经济的发展，环境问题也越来越严重，而环保问题越来越受到人们的关注。利用活性炭来保护人们所处的环境，将会成为未来社会发展和家庭生活的发展趋势。我们研究的产品符合现代社会发展和人民群众生活需要，具有活力和生命力，前景广阔，今后还要不断创新、不断努力，让产品更优和多样化。本文通过对活性炭的改良，使其孔径达到最优设计的工艺制品，具有优良的性能，在今后的室内环保中具有重要作用。

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