本發(fā)明涉及一種用于高汞行業(yè)車間的除汞壁紙，具體涉及一種含附著納米硒海綿層的無紡布壁紙及其制備方法。

背景技術：

汞(Hg，又稱水銀)，是劇毒元素，對人體危害巨大。史上著名的日本水俁病事件就是因為Hg中毒造成的。因此Hg成為優(yōu)先控制的劇毒污染物。

Hg被廣泛應用于各行各業(yè)，如化學工業(yè)，電器工業(yè)，冶金鑄造，醫(yī)療行業(yè)，軍事工業(yè)等行業(yè)。在許多涉Hg行業(yè)車間，Hg蒸氣濃度很高，現(xiàn)今還缺乏有效的方法減少涉汞行業(yè)車間往大氣中排放汞蒸氣，不可避免地產(chǎn)生汞蒸氣污染，嚴重危害了大氣環(huán)境和人類健康。

因此，迫切需要研發(fā)新型吸附劑以高效、長期穩(wěn)定地減少高汞車間中的Hg蒸氣排放，保護大氣環(huán)境和人類健康。

硒(Se)與Hg有超強的親和力，相互反應可以形成溶解度極低的HgSe，因此Se也被用來修復環(huán)境中的Hg污染。同樣的Se可望高效的吸收大氣中存在的氣態(tài)汞。

本發(fā)明擬基于Se與Hg的超強親和力，發(fā)明一種含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙，該海綿附著了一定量的納米硒，可用于除去氣態(tài)汞。且該壁紙具有高度的透氣性，可有效吸收廠房空氣中的氣態(tài)汞，以保障工人的身體健康，使其免遭汞蒸氣毒害。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種含附著納米硒海綿層的無紡布壁紙及其制備方法。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種用于高汞行業(yè)車間的除汞壁紙的制備方法，其特征在于：

(1)將鹽酸多巴胺分散于去離子水中，攪拌均勻，在室溫下反應完全，得到聚多巴胺水溶液；所述鹽酸多巴胺用量以所述的去離子水體積計為0.32～3.2g/L；

(2)向所得聚多巴胺水溶液中加入海綿浸漬，得到浸漬混合物；所述海綿體積以聚多巴胺水溶液的體積計為0.1～1.0dm³/L；

(3)將亞硒酸鈉分散于所述浸漬混合物中，攪拌均勻，加入抗壞血酸，攪拌反應完全，取出處理后的海綿，干燥，得到負載納米硒的海綿；再將無紡布包裹在在海綿的表面，即得除汞壁紙；所述亞硒酸鈉用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.001～0.02mol/L，所述抗壞血酸用量以所述的聚多巴胺溶液體積計為0.002～0.04mol/L。

進一步，步驟(1)中，在室溫下反應時間為4～6小時。

進一步，步驟(2)中，所述的海綿浸漬時間為3～6小時。

進一步，步驟(3)中，所述的攪拌反應時間為1～2小時。

進一步，步驟(2)或步驟(3)中，所述海綿為三聚氰胺-甲醛海綿，孔征為30～60ppi。

進一步，步驟(2)或步驟(3)中，所述海綿厚度為0.5～1cm。

進一步，步驟(3)中，所述無紡布為丙綸紡粘法無紡布，克重為30～80g/m³。

進一步，步驟(2)中，所述海綿以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.4dm³/L。

進一步，步驟(3)中，優(yōu)選所述亞硒酸鈉用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.005mol/L，優(yōu)選所述抗壞血酸用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.01mol/L。

本發(fā)明所述所得負載納米硒的海綿中納米硒的體積負載量為0.2g/dm³～1g/dm³。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有益效果主要體現(xiàn)在：

①該方法是國內外首次制備負載納米硒的海綿用于制造含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙，該方法具有更加高效、更加環(huán)保的優(yōu)點；

②在汞蒸氣初始濃度為20000-30000ng/m³時，該方法高效除汞效率為90％-95％左右，節(jié)約成本；

③目前市場上尚無成熟的除汞壁紙可供使用，該方法具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。

具體實施方式

實施例1

負載納米硒的海綿制備

(1)先將6.4g鹽酸多巴胺分散于5L去離子水中，攪拌均勻，在25℃條件下用恒溫磁力攪拌器攪拌反應6個小時，反應一段時間后，燒杯內的溶液由無色變?yōu)樽厣僮優(yōu)楹谏?，得到聚多巴胺水溶液?/p>

(2)在得到12.5L的聚多巴胺水溶液后，加入2塊長60cm，寬50cm，厚0.5cm的海綿和2塊長50cm，寬40cm，厚0.5cm的海綿(海綿總體積為5dm³)，在25℃條件下浸漬1h，一段時間后，溶液由黑色變?yōu)樽厣?/p>

(3)將已加入海綿的1L聚多巴胺水溶液中加入亞硒酸鈉晶體使得亞硒酸鈉的初始摩爾量分別為0.001mol(0.174g)，0.003mol(0.522g)，0.005mol(0.87g)，用40w超聲波處理30分鐘使亞硒酸鈉分散于聚多巴胺所形成的微環(huán)境，然后加入抗壞血酸使得抗壞血酸的初始摩爾量為0.002mol(0.352g)，0.006mol(1.056g),0.01mol(1.76g)反應1h，讓納米硒充分附著到海綿中，得化學法合成納米硒負載海綿，可用肉眼明顯觀察到海綿表面有紅色顆粒出現(xiàn)，說明化學法納米硒已成功附著。

計算前后質量差得到納米硒負載量分別為1.0g，3.0g，5.0g。其中納米硒的粒徑為257.3nm，負載納米硒的海綿中納米硒的體積負載量分別為0.2g/dm³(1.0/5)，0.6g/dm³(3.0/5)，1.0g/dm³(5.0/5)。

實施例2含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙制備

先裁剪出4塊長60cm，寬50cm的克重為80g/m³的丙綸紡粘法無紡布，再裁剪出4塊長50cm，寬40cm的克重為80g/m³的丙綸紡粘法無紡布，用雙面膠帶將無紡布貼到上述2塊長60cm，寬50cm，厚0.5cm和2塊長50cm，寬40cm，厚0.5cm的負載納米硒海綿的兩面，即得含納米硒負載層的無紡布壁紙。

實施例3具體檢測方式及去除汞蒸氣效果評估：

先將2塊長60cm，寬50cm，厚0.5cm和2塊長50cm，寬40cm，厚0.5cm的含未負載納米硒海綿的無紡布壁紙用膠水貼到初始濃度為20000ng/m³的長寬高分別為0.6m，0.5m，0.4m的玻璃箱四壁，再用測汞儀每隔1s時間持續(xù)測量10min時間內玻璃箱內汞蒸氣濃度的變化情況，獲得汞蒸氣濃度隨時間變化曲線L1，用Microcal Origin 8.0軟件積分計算曲線L1所包圍的面積S_L1，該面積即為10min內的長寬高分別為0.6m，0.5m，0.4m的玻璃箱減少的汞蒸氣含量。

再將2塊長60cm，寬50cm，厚0.5cm和2塊長50cm，寬40cm，厚0.5cm的含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙用膠水貼到初始濃度為20000ng/m³的長寬高分別為0.6m，0.5m，0.4m的玻璃箱四壁。再用測汞儀每隔1s時間持續(xù)測量10min時間內玻璃箱內汞蒸氣濃度的變化情況，獲得汞蒸氣濃度隨時間變化曲線L2，用Microcal Origin 8.0軟件積分計算曲線L2所包圍的面積S_L2，該面積即為10min內玻璃箱減少的汞蒸氣含量。

實驗前已將測汞儀的流量計數(shù)值調為“1”，故每分鐘內通過測汞儀的汞蒸氣體積為1L，即每秒通過測汞儀的汞蒸氣體積為1/60L，并將海綿的體積記為V_海綿，可以得到以下公式：

海綿吸附的汞蒸氣含量M_Hg＝(S_L1-S_L2)*1/60*1/1000ng

單位體積1dm³海綿吸附的汞蒸氣含量m_Hg＝{(S_L1-S_L2)*1/60*1/1000}/V_海綿ng/dm³

汞去除率(％)＝(汞蒸氣的初始濃度-加入吸附劑后的汞蒸氣的濃度)/汞蒸氣初始濃度

結果見表1，表明在室溫條件下，經(jīng)實驗測得單位體積含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙吸附的汞蒸氣含量分別為81.53ng/dm³,93.25ng/dm³,104.25ng/dm³，遠遠高于含未負載納米硒海綿的無紡布壁紙，該方法具有高效去除汞蒸氣的效果。

表1.含未負載納米硒海綿的無紡布壁紙和含負載納米硒海綿層的無紡布壁紙吸附汞蒸氣的量m_Hg(ng/dm³)和去除率(％)