分子筛对汽车内饰VOC净化性能研究

2018-06-12矫雪娇单峰顾昕

时代汽车 2018年10期

矫雪娇单峰顾昕

通标标准技术服务有限公司长春分公司吉林省长春市 130000

1 引言

甲醛是一种无色、无味、极易致癌的化合物，主要存在于塑料、合成纤维、皮革毛毡及粘胶等汽车内饰材料中[1]。如何有效的降低车用汽车材料中甲醛的含量，一直是车厂和供应商想要解决的问题。

分子筛是一类具有规则的孔道结构及多种尺寸的孔道的硅铝酸盐材料，其在催化、吸附、分离和离子交换等领域有重要应用[2]。分子筛对小分子空气污染物有较好的吸附效果，本文采用3A，4A，5A及13X四种分子筛用于甲醛净化研究，探究不同分子筛对甲醛的净化效果。

2 实验部分

2.1 原料

所用原料：毛毡样品（工厂提供），3A分子筛，4A分子筛，5A分子筛，13X分子筛，市售；甲醛标准液，乙酰丙酮，醋酸胺（分析纯），蒸馏水。

主要仪器：紫外可见分光光度计，电热鼓风干烘箱，电子天平，恒温水温箱。

2.2 净化性能研究实验

2.2.1 分子筛净化甲醛研究过程，前期准备

（1）四种分子筛均需要在120℃烘箱干燥6h，以去除水分。400℃马弗炉煅烧4h，活化分子筛。

（1）将毛毡样品按照标准要求裁样，试样尺寸：40mm*100mm

（2）15μg/mL甲醛标液配制

移取已知标准标准溶液于500mL容量瓶中，加水定容，摇匀，此溶液浓度为15μg/mL，称为B溶液。

（3）配制20%醋酸胺溶液

称取100g醋酸胺，放入500mL容量瓶，加蒸馏水至2/3处，摇匀，放置1h 后定容。

（4）配制0.4%乙酰丙酮溶液

称取2mL乙酰丙酮，放入500mL容量瓶，加蒸馏水定容，摇匀，注意避光保存。

（5）分别移取 0、5、10、20、50、100mL的B溶液于100mL容量瓶，定容。得到不同浓度的标准液，绘制校准曲线。

（6）含水量H测定

将其中一个毛毡试样在分析天平称重。放在（103±2）℃的循环空气恒温箱中保存16h，放置时间结束，将试样放在干燥器中，冷却至室温，称重。

2.2.2 吸附净化甲醛实验

（1）将样品在天平上称重，放在盛有50mL水的聚乙烯瓶中，在聚乙烯瓶中分别加入10g四种分子筛，如图一中所示。将样品挂在挂钩上，放在60℃循环空气恒温箱，保存3h，取出，室温条件放置60min，冷却至室温。

（2）从瓶中移取10mL溶液于50mL广口瓶，加乙酰丙酮10mL，醋酸铵10mL，摇匀，40℃恒温水浴中保温15min，避光室温保存60min。使用紫外分光光度计以水作为参比液测试各样品吸光度。

X：甲醛含量；As：样品吸光度；A_B：空白试样吸光度；f：校正因子；m：试样质量；H：样品含水量；V：溶液体积（50 mL）；F：参考系数（F=10）。

图1

3 结果与讨论

3.1 四种分子筛的区别与联系，见表2

3A，4A，5A分子筛属于A型分子筛，最大孔道为8元环，如图2（a）中所示，4A分子筛是由1/3的Na+取代3A分子筛中K+得到的，5A分子筛是由3/4的Ca2+取代4A分子筛中的Na+得到的，故三种分子筛的硅铝比均为1；而13X分子筛属于X型分子筛，与上述三种分子筛组成元素相似，只是硅铝比相比较高，最大孔道为12元环孔道，如图2中所示（b），故其孔道大小较A型分子筛要大些。

3.2 吸附净化率探究

对于吸附净化甲醛，三种A型分子筛，3A分子筛几乎没有净化性能；4A分子筛对于甲醛的净化性能较好，能够达到74%；5A分子筛净化性能也不突出，仅仅6.75%；13X分子筛的净化效果在4A和5A分子筛之间，能达到41.52%。故可以看出，并不是孔道结构越大越能够更好的吸附甲醛，分子筛是能够特定的吸附相应物质，从而达到净化的目的[3-4]。