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博物馆内的空气污染,特别是由于木制品或油漆带入的污染气体甲醛等,会给馆内的馆藏文物带来腐蚀以缩短文物的保存寿命。所以对文物保护环境中甲醛含量进行控制具有重要意义。研制和开发一种新型的绿色的甲醛复合吸附剂是本课题的研究重点。
壳聚糖作为一种天然高分子功能材料,具有优异的吸附性能。本课题采用壳聚糖作为复合吸附剂的主要成分(即基体),将不同的促使甲醛分解的活性物质依附在此基体上,研制出了三种能够在文物保护环境中所使用的新型绿色吸附剂:壳聚糖负载Mn02-活性炭吸附剂、壳聚糖负载Mn02-Ce02吸附剂和壳聚糖负载改性Mn02-Ce02吸附剂。
本文建立了模拟文物保护环境的环境箱对多种甲醛吸附剂进行性能考评,对每种吸附剂的最佳组分和最佳配比进行了研究,同时还对各种甲醛吸附剂的吸附能力和反复使用性进行了考察。并且进一步对壳聚糖负载Mn02-活性炭吸附剂的氮氧化物吸附能力也进行了考评。最后为了探究对甲醛消除更为彻底的吸附剂,还采用电感耦合射频等离子体改性实验对壳聚糖负载Mn02-Ce02吸附剂和壳聚糖负载改性Mn02-CeO2吸附剂进行了表面处理,以增强其甲醛吸附性能。
结果表明,三种新型绿色甲醛吸附剂都能很好地达到消除甲醛的效果。当壳聚糖:Mn02:活性炭=16∶1∶1时,22.5g壳聚糖负载Mn02-活性炭吸附剂在6h内可以将体积为O.08m3的密闭环境箱中的甲醛浓度由初始设定的1000mg/L降为82mg/L,甲醛吸附量可达到3.264mg/g,甲醛净化率为91.8%;同上,当Mn:Ce=2∶1时,可将甲醛浓度由1000mg/L降为126mg/L,甲醛吸附量可达到3.018mg/g,甲醛净化率为87.4%,脱附为0;当Mn:Ce=3∶1时,可将甲醛浓度由1000mg/L降为4mg/L,甲醛吸附量可达到3.541mg/g,甲醛净化率为99.6%,脱附为O。