CN106804555A - 金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用及其改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，将金属离子改性沸石分子筛置于蚊虫诱杀装置中辅助或主导地引诱蚊虫。改性方法包括以下步骤：将沸石分子筛装填入离子交换柱中，向离子交换柱中通入氦气；将金属盐溶解于去离子水中得到金属盐溶液，将金属盐溶液加入离子交换柱中进行反应；反应后停止加入金属盐溶液并用去离子水冲洗沸石分子筛，随后取出干燥；向干燥后的沸石分子筛中通入氦气，得到金属离子改性沸石分子筛。本发明利用能够吸附并解吸二氧化碳的金属离子改性沸石分子筛进行诱蚊，同时进一步利用捕捉蚊虫的气流充分地将二氧化碳和气流的各自效能相结合，还可以利用引诱光源的吸引作用实现高效捕杀蚊虫的目的。
Description
技术领域
本发明涉及灭杀蚊虫的技术领域，更具体地讲，涉及一种金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用及改性方法。
背景技术
蚊子是多种病原的载体，传播包括疟疾、登革热等在内的多种疾病，严重危害人类健康。目前广泛使用化学合成药剂灭蚊，此方法虽有一定的效果，但化学合成药剂存在潜在的污染，长时间过多密切接触对健康的影响不容忽视。
研究表明：蚊子在寻找目标时，主要依赖的是二氧化碳、热量以及一些挥发性的化学物质，而蚊子的二氧化碳感受器能让它们对很少量的二氧化碳气体作出即时反应，仅二氧化碳就能够吸引蚊子，而不需要其它气味的辅助。
随着人们对高质量健康生活的追求以及环保意识的提高，利用空气中的二氧化碳，采用对人体无害的仿生方式进行诱灭蚊虫的方法逐渐得到重视。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用及其改性方法，从而利用对人体无害的仿生方式进行诱灭蚊虫。
本发明一方面提供了金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，将金属离子改性沸石分子筛置于蚊虫诱杀装置中辅助或主导地引诱蚊虫。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述金属离子改性沸石分子筛为X型、Y型、A型、β型、ZSM型中的至少一种沸石分子筛改性得到。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述金属离子改性沸石分子筛是使用金属盐与沸石分子筛反应形成的由金属离子修饰的沸石分子筛。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述金属离子为钙离子、钾离子、锂离子、镁离子和铯离子中的一种，所述金属盐为钙、钾、锂、镁或铯的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氯酸盐和氢氧化物中的一种。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述蚊虫诱杀装置包括：
外壳体；
内筒体，设置在所述外壳体中，包括顶端的进风口；
第一风力单元，设置在所述外壳体中并位于所述内筒体的下方，并用于在所述内筒体的进风口产生进入所述内筒体的气流；
蚊虫收集单元，设置在所述外壳体下方并位于所述第一风力单元的下方，与内筒体连通并用于收集从内筒体的进风口进入的蚊虫；
二氧化碳富集单元，设置在所述外壳体中并与所述内筒体相邻地设置，内部设置有加热单元，通过位于所述二氧化碳富集单元下方且设置在外壳体上的通气孔与大气连通，顶部为二氧化碳逸出口，其中，所述二氧化碳富集单元中装载有沸石分子筛或改性沸石分子筛；
第二风力单元，设置在所述二氧化碳富集单元的底部并用于在所述外壳体的通气孔产生进入所述二氧化碳富集单元的气流。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述装置还包括蚊虫引诱光源，所述蚊虫引诱光源设置在所述内筒体的进风口处。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述蚊虫引诱光源为CDC灯、黑光灯、CCFL灯或紫外灯。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用的一个实施例，所述蚊虫收集单元可拆卸地插装在所述外壳体的下方并且包括第一收集器和第二收集器，所述第一收集器为入口大且出口小的倒圆台结构，所述第二收集器为长方体或正方体结构，所述第一收集器套装在所述第二收集器中，其中，所述第一收集器还包括环绕倒圆台结构的滤网，所述第二收集器还包括位于外侧部的出风孔。
本发明的另一方面提供了上述金属离子改性沸石分子筛的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括以下步骤：
A、将沸石分子筛装填入离子交换柱中，向离子交换柱中通入氦气；
B、将金属盐溶解于去离子水中得到金属盐溶液，将所述金属盐溶液加入离子交换柱中进行反应，其中，所述金属盐溶液的浓度为0.1～0.8M；
C、反应后停止加入金属盐溶液并用去离子水冲洗沸石分子筛，随后取出干燥；
D、向干燥后的沸石分子筛中通入氦气，得到金属离子改性沸石分子筛。
根据本发明金属离子改性沸石分子筛的改性方法的一个实施例，在步骤A中，氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h；在步骤B中，控制反应时间为60～120min，控制所述金属盐溶液以1～5mL/s的速度流出；在步骤C中，干燥条件为在1～2h内升温至250～500℃真空干燥处理24～36h；在步骤D中，氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h。
本发明利用能够吸附并解吸二氧化碳的金属离子改性沸石分子筛进行诱蚊捕蚊，一方面利用其富集二氧化碳的特性引诱蚊虫，同时进一步利用捕捉蚊虫的气流充分地将二氧化碳和气流的各自效能相结合，还可以利用引诱光源的吸引作用，进而实现高效捕杀蚊虫的目的。并且，经本发明改性方法改性之后的沸石分子筛从空气中吸附二氧化碳的能力有较大提升，且经过长期的吸附-解吸循环使用后，仍保持较稳定的对二氧化碳的吸附和解吸能力。本发明所使用的二氧化碳为空气中已有的物质，不会造成二氧化碳产生和温室效应，同时采用仿生方式也对人体无害，具有良好的应用前景。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的蚊虫诱杀装置的分解结构示意图。
图2示出了图1中蚊虫诱杀装置的侧视结构示意图。
图3示出了图1中蚊虫诱杀装置的俯视结构示意图。
图4示出了根据本发明另一个实施例的蚊虫诱杀装置的分解结构示意图。
图5示出了图4中蚊虫诱杀装置的侧视结构示意图。
图6示出了图4中蚊虫诱杀装置的俯视结构示意图。
附图标记说明：
1-外壳体、2-内筒体、3-二氧化碳富集单元、4-第二风力单元、5-第一收集器、6-第二收集器、7-加热单元、8-通气孔、9-电源开关、10-第一风力单元、11-灯座、12-灯泡、13-灯罩、14-出风孔、15-光敏二极管、16-电源接口、17-滤网、18-上盖。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
现有利用二氧化碳的捕蚊产品，普遍使用二氧化碳气瓶，不仅气源不易获得，而且存在安全隐患，只能在户外使用。
沸石分子筛(Zeolite)是一种广泛应用于气体分离纯化、离子交换、催化反应的无机晶体材料。有研究表明，沸石分子筛能吸附并解吸二氧化碳，并且本发明发现采用金属离子改性后的沸石分子筛则具有更强的二氧化碳吸附能力并且经过长期的吸附-解吸循环使用后仍然能够保持较稳定的二氧化碳吸附和解吸能力。因此，本发明将金属离子改性沸石分子筛应用于捕蚊。
具体地，将金属离子改性沸石分子筛置于蚊虫诱杀装置中辅助或主导地引诱蚊虫，继而利用蚊虫诱杀装置杀死蚊虫。
本发明中采用的金属离子改性沸石分子筛优选为使用金属盐与沸石分子筛反应形成的由金属离子修饰的沸石分子筛，具体可以为X型、Y型、A型、β型、ZSM型中的至少一种沸石分子筛改性得到，但本发明不限于此。其中，上述金属离子可以为钙离子、钾离子、锂离子、镁离子和铯离子中的一种，上述金属盐可以为钙、钾、锂、镁或铯的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氯酸盐和氢氧化物中的一种。
本发明同时提供了上述金属离子改性沸石分子筛的改性方法，根据本发明的示例性实施例，上述改性方法包括以下步骤：
步骤A：
将沸石分子筛装填入离子交换柱中，向离子交换柱中通入氦气。优选地，氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h。
本步骤的目的是为了将离子交换柱中的空气排除，减少其对后续反应的影响。
步骤B：
将金属盐溶解于去离子水中得到金属盐溶液，将金属盐溶液加入离子交换柱中进行反应，其中，金属盐溶液的浓度为0.1～0.8M。
上述金属盐可以是为钙、钾、锂、镁或铯的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氯酸盐和氢氧化物中的一种。
金属盐溶液中的金属离子与沸石分子筛反应形成由金属离子修饰的沸石分子筛。在本步骤中，控制反应时间为60～120min，控制金属盐溶液以1～5mL/s的速度流出，以保证充分反应。
步骤C：
反应后停止加入金属盐溶液并用去离子水冲洗沸石分子筛，随后取出干燥。冲洗沸石分子筛是为了清除未反应的金属盐溶液，避免对沸石分子筛的不良影响。
其中，干燥条件优选为在1～2h内升温至250～500℃真空干燥处理24～36h。
步骤D：
向干燥后的沸石分子筛中通入氦气，得到金属离子改性沸石分子筛。本步骤的目的是，在干燥之前减少空气与改性沸石分子筛的接触。
优选地，控制氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h。此气流速度和通入时间能充分保证空气与改性沸石分子筛有较小的接触。
本发明对沸石分子筛和金属离子改性沸石分子筛分别进行了常温常压下对空气中二氧化碳的吸附-解吸测试及稳定性测试。
在相对湿度70％的室温条件下，向沸石分子筛和金属离子改性沸石分子筛中分别通空气吸附30min后加热至200℃解吸1h，记录二氧化碳的吸附-解吸量，重复此吸附-解吸循环操作，同时平行进行3次实验并记录沸石分子筛的性能变化情况。其中，金属离子改性沸石分子筛包括金属钙离子改性沸石分子筛、金属钾离子改性沸石分子筛、金属锂离子改性沸石分子筛、金属镁离子改性沸石分子筛和金属铯离子改性沸石分子筛。
结果如表1所示，可见沸石分子筛对空气中二氧化碳具有一定的吸附-解吸能力；而金属离子改性沸石分子筛与未改性的沸石分子筛相比，其对空气中二氧化碳的吸附-解吸能力保持长期稳定，且吸附-解吸量明显高于未改性的沸石分子筛，改性前后数据具有统计学意义。
表1测试结果
备注：＊p＜0.05；＊*p＜0.01，与改性前沸石分子筛相比。
本发明优选地将能够吸附并解吸二氧化碳的金属离子改性沸石分子筛装载在蚊虫诱杀装置中，根据蚊虫能够依靠二氧化碳寻找吸血源的特点，将空气中的二氧化碳富集并释放，造成蚊虫诱杀装置的进风口处的局部高浓度二氧化碳，吸引蚊虫靠近并将蚊虫引诱至进风口的轴向方向上，再利用轴向方向产生的气流将蚊虫快速吸入至蚊虫诱杀装置内风干至死，完成诱捕杀灭蚊虫的工作。本发明采用的二氧化碳来源于大气，取用方便，不增加空气中的二氧化碳，不造成温室效应。本发明采用的蚊虫诱杀装置可以为现有技术中已有的装置，优选为下述结构的蚊虫诱杀装置。
下面将对本发明采用的蚊虫诱杀装置的结构和原理进行详细地说明。
图1示出了根据本发明一个实施例的蚊虫诱杀装置的分解结构示意图，图2示出了图1中蚊虫诱杀装置的侧视结构示意图，图3示出了图1中蚊虫诱杀装置的俯视结构示意图。
如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施例，所述蚊虫诱杀装置包括外壳体1、内筒体2、第一风力单元10、蚊虫收集单元、二氧化碳富集单元3和第二风力单元4。
具体地，内筒体2设置在外壳体1中，内筒体2包括顶端的进风口，气流和蚊虫均可以通过该进风口进入内筒体2中。
第一风力单元10设置在外壳体1中并位于内筒体2下方，并用于在内筒体2的进风口产生进入内筒体2的气流。其中，第一风力单元10可以使空气大量地通过进风口进入内筒体2中，继而产生向内筒体2内部的气流。第一风力单元10可以是风扇或抽风机等组件。
蚊虫收集单元设置在外壳体1下方并位于第一风力单元10的下方，该蚊虫收集单元与内筒体2连通并用于收集从内筒体2的进风口进入的蚊虫。根据本发明的一个实施例，该蚊虫收集单元包括第一收集器5和第二收集器6，第一收集器5为入口大且出口小的倒圆台结构，第二收集器6为长方体或正方体结构，第一收集器5套装在第二收集器6中，其中，第一收集器5还包括环绕倒圆台结构的滤网17，第二收集器6还包括位于外侧部的出风孔14。但本发明不限于上述结构的蚊虫收集单元，只要能够实现对进入内筒体2中的蚊虫的收集作用即可。其中，蚊虫随着第一风力单元10产生的气流被吸入到蚊虫收集单元，即通过第一收集器5并进入第二收集器6中，蚊虫被留在第二收集器6中风干至死，空气则从出风孔14排出。如图1所示，优选地，蚊虫收集单元可拆卸地插装在外壳体1的下方，由此可以方便清理和维护蚊虫收集单元。
二氧化碳富集单元3设置在外壳体1中并与内筒体2相邻地设置，二氧化碳富集单元3包括内腔体且内部设置有加热单元7，其通过位于二氧化碳富集单元3下方且设置在外壳体1上的通气孔8与大气连通，其顶部包括上盖18，供二氧化碳逸出。其中，二氧化碳富集单元3中装载有上述沸石分子筛或改性沸石分子筛。
也即，二氧化碳富集单元3通过装载在其中的沸石分子筛或改性沸石分子筛来富集二氧化碳并利用加热单元7加热沸石分子筛或改性沸石分子筛来释放二氧化碳，由此能够在本发明装置形成进风口处的局部高浓度二氧化碳，从而吸引蚊虫靠近并将蚊虫引诱至进风口的轴向方向上，继而通过气流吸入并实现诱杀。优选地，加热单元7为加热片、电阻丝等加热组件。
第二风力单元4设置在二氧化碳富集单元3的底部并用于在外壳体1的通气孔8产生进入二氧化碳富集单元3的气流。第二风力单元4可以是风扇或抽风机等组件。
当第二风力单元4开启后，空气从下方的通气孔8进入二氧化碳富集单元3中，装载在二氧化碳富集单元3中的沸石分子筛或改性沸石分子筛则吸附通过的空气中的二氧化碳，待吸附了一定量的二氧化碳之后，可以关闭第二风力单元4并开启加热单元7，进行被吸附二氧化碳的解吸，二氧化碳随后被释放到装置尤其是内筒体2的进风口处，随后富集并引诱蚊虫。
图4示出了根据本发明另一个实施例的蚊虫诱杀装置的分解结构示意图，图5示出了图4中蚊虫诱杀装置的侧视结构示意图，图6示出了图4中蚊虫诱杀装置的俯视结构示意图。如图4至图6所示，根据本发明的另一个思路，本发明的装置还可以包括蚊虫引诱光源，蚊虫引诱光源设置在内筒体2的进风口处，通过将二氧化碳与光源结合诱蚊，能够进一步提高捕蚊效率。优选地，第一风力单元10产生的气流方向和蚊虫引诱光源向外发出的光方向均集中在内筒体2的轴向方向上。一方面富集的二氧化碳和蚊虫引诱光源将蚊虫引诱至内筒体的进风口的轴向方向上，另一方面第一风力单元10在轴向方向产生的气流将引诱至进风口轴向方向上的蚊虫快速吸入至蚊虫收集单元内风干至死，很大程度地提高了诱捕蚊虫的效果并实现了高效捕杀蚊虫的目的。
其中，蚊虫引诱光源包括灯座11、灯泡12和灯罩13，灯泡可以为CDC灯、黑光灯、紫外灯或CCFL灯等。
本发明的装置还包括电源控制单元，第一风力单元10、第二风力单元4、加热单元7和蚊虫引诱单元分别与电源控制单元电连接以实现对装置的有效控制。其中，电源控制单元至少包括光敏二极管15、电源接口16和电源开关9。
由于沸石分子筛从空气中吸附二氧化碳的能力不如金属离子改性沸石分子筛从空气中吸附二氧化碳的能力，因此如果在本发明的蚊虫诱杀装置中装载的是沸石分子筛，则最好同时在装置中设置蚊虫引诱光源，以提高引诱效果；如果在本发明的蚊虫诱杀装置中装载的是金属离子改性沸石分子筛，则可以设置蚊虫引诱光源，也可以不设置蚊虫引诱光源。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：硝酸钙改性10X型沸石分子筛
(1)将700g 10X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以200mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硝酸钙用去离子水溶解，得到浓度为1.5M的硝酸钙溶液；
(3)将硝酸钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门使硝酸钙溶液以1mL/s的速度流出；
(4)70min后停止加入硝酸钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至300℃并在真空下干燥24h；
(6)向干燥后的沸石分子筛以300mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例2：氯化钙改性13X型沸石分子筛
(1)将700g 13X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以250mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将氯化钙用去离子水溶解，得到浓度为3.5M的氯化钙溶液；
(3)将氯化钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门使氯化钙溶液以1.8mL/s的速度流出；
(4)85min后停止加入氯化钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至350℃并在真空下干燥24h；
(6)向干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例3：氯酸钙改性Y型沸石分子筛
(1)将700g Y型沸石分子筛装入离子交换柱中，以500mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将氯酸钙用去离子水溶解，得到浓度为1M的氯酸钙溶液；
(3)将氯酸钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门使氯酸钙溶液以5mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入氯酸钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至500℃并真空干燥35h；
(6)向干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例4：氯化钙改性4A型沸石分子筛
(1)将300g 4A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以430mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将氯化钙用去离子水溶解，得到浓度为0.8M的氯化钙溶液；
(3)将氯化钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门使氯化钙溶液以3mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入氯化钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至450℃并在真空下干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以100mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例5：硝酸钙改性5A型沸石分子筛
(1)将800g 5A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以450mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将硝酸钙用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的硝酸钙溶液；
(3)将硝酸钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门使硝酸钙溶液以4mL/s的速度流出；
(4)80min后停止加入硝酸钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至250℃并真空干燥28h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例6：氯酸钙改性ZSM-5型沸石分子筛
(1)将700g ZSM-5型沸石分子筛装入离子交换柱中，以350mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将氯酸钙用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的氯酸钙溶液；
(3)将氯酸钙溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯酸钙溶液以3mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入氯酸钙溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至400℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以400mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属钙离子改性沸石分子筛。
实施例7：硫酸钾改性10X型沸石分子筛
(1)将200g 10X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以200mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硫酸钾用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的硫酸钾溶液；
(3)将硫酸钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸钾溶液以1mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入硫酸钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至260℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例8：氯化钾改性13X型沸石分子筛
(1)将1000g 13X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以450mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将氯化钾用去离子水溶解，得到浓度为2.5M的氯化钾溶液；
(3)将氯化钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化钾溶液以3.5mL/s的速度流出；
(4)85min后停止加入氯化钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至300℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以300mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例9：硝酸钾改性Y型沸石分子筛
(1)将500g Y型沸石分子筛装入离子交换柱中，以280mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将硝酸钾用去离子水溶解，得到浓度为3.5M的硝酸钾溶液；
(3)将硝酸钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硝酸钾溶液以3.3mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入硝酸钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至450℃并真空干燥30h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以100mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例10：碳酸钾改性4A型沸石分子筛
(1)将200g 4A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以350mL/min的速度通入氦气2h；
(2)将碳酸钾用去离子水溶解，得到浓度为7M的碳酸钾溶液；
(3)将碳酸钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使碳酸钾溶液以4.2mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入碳酸钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至350℃并真空干燥30h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以250mL/min的速度通入氦气0.5h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例11：磷酸钾改性5A型沸石分子筛
(1)将800g 5A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以400mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将磷酸钾用去离子水溶解，得到浓度为1M的磷酸钾溶液；
(3)将磷酸钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使磷酸钾溶液以5mL/s的速度流出；
(4)80min后停止加入磷酸钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至500℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以230mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例12：氢氧化钾改性ZSM-5型沸石分子筛
(1)将200g ZSM-5型沸石分子筛装入离子交换柱中，以350mL/min的速度通入氦气2h；
(2)将氢氧化钾用去离子水溶解，得到浓度为4M的氢氧化钾溶液；
(3)将氢氧化钾溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氢氧化钾溶液以1.7mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入氢氧化钾溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至400℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以100mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属钾离子改性沸石分子筛。
实施例13：硫酸锂改性10X型沸石分子筛
(1)将800g 10X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以270mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将硫酸锂用去离子水溶解，得到浓度为2M的硫酸锂溶液；
(3)将硫酸锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸锂溶液以3mL/s的速度流出；
(4)65min后停止加入硫酸锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至450℃并真空干燥30h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气0.5h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例14：氯化锂改性13X型沸石分子筛
(1)将500g 13X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以450mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将氯化锂用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的氯化锂溶液；
(3)将氯化锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化锂溶液以4mL/s的速度流出；
(4)90min后停止加入氯化锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至250℃并真空干燥32h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以250mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例15：硝酸锂改性Y型沸石分子筛
(1)将200g Y型沸石分子筛装入离子交换柱中，以500mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将硝酸锂用去离子水溶解，得到浓度为2M的硝酸锂溶液；
(3)将硝酸锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸锂溶液以2mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入硝酸锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至500℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以400mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例16：硫酸锂改性4A型沸石分子筛
(1)将300g 4A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以300mL/min的速度通入氦气2h；
(2)将硫酸锂用去离子水溶解，得到浓度为2.1M的硫酸锂溶液；
(3)将硫酸锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸锂溶液以3.5mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入硫酸锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至350℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以70mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例17：氢氧化锂改性5A型沸石分子筛
(1)将700g 5A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以270mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将氢氧化锂用去离子水溶解，得到浓度为0.1M的氢氧化锂溶液；
(3)将氢氧化锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氢氧化锂溶液以1.7mL/s的速度流出；
(4)100min后停止加入氢氧化锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，2h内升温至280℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以450mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例18：氯化锂改性ZSM-5型沸石分子筛
(1)将100g ZSM-5型沸石分子筛装入离子交换柱中，以200mL/min的速度通入氦气2h；
(2)将氯化锂用去离子水溶解，得到浓度为1.5M的氯化锂溶液；
(3)将氯化锂溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化锂溶液以3.3mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入氯化锂溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至320℃并真空干燥30h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以400mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属锂离子改性沸石分子筛。
实施例19：氯化镁改性10X型沸石分子筛
(1)将800g 10X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以300mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将氯化镁用去离子水溶解，得到浓度为3M的氯化镁溶液；
(3)将氯化镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化镁溶液以1.5mL/s的速度流出；
(4)100min后停止加入氯化镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至310℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例20：硫酸镁改性13X型沸石分子筛
(1)将500g 13X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以300mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硫酸镁用去离子水溶解，得到浓度为2.6M的硫酸镁溶液；
(3)将硫酸镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸镁溶液以3.5mL/s的速度流出；
(4)65min后停止加入硫酸镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至450℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以350mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例21：硝酸镁改性Y型沸石分子筛
(1)将500g Y型沸石分子筛装入离子交换柱中，以350mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将硝酸镁用去离子水溶解，得到浓度为2.5M的硝酸镁溶液；
(3)将硝酸镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硝酸镁溶液以1mL/s的速度流出；
(4)90min后停止加入硝酸镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，2h内升温至260℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以330mL/min的速度通入氦气0.5h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例22：硝酸镁改性4A型沸石分子筛
(1)将1000g 4A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以300mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硝酸镁用去离子水溶解，得到浓度为1.8M的硝酸镁溶液；
(3)将硝酸镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硝酸镁溶液以3mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入硝酸镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至300℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以300mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例23：氯化镁改性5A型沸石分子筛
(1)将200g 5A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以270mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将氯化镁用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的氯化镁溶液；
(3)将氯化镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化镁溶液以1.5mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入氯化镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，2h内升温至450℃并真空干燥30h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以300mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例24：硫酸镁改性ZSM-5型沸石分子筛
(1)将100g ZSM-5型沸石分子筛装入离子交换柱中，以500mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将硫酸镁用去离子水溶解，得到浓度为1.3M的硫酸镁溶液；
(3)将硫酸镁溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸镁溶液以1mL/s的速度流出；
(4)90min后停止加入硫酸镁溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至500℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属镁离子改性沸石分子筛。
实施例25：硫酸铯改性10X型沸石分子筛
(1)将200g 10X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以400mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硫酸铯用去离子水溶解，得到浓度为1M的硫酸铯溶液；
(3)将硫酸铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸铯溶液以1.5mL/s的速度流出；
(4)90min后停止加入硫酸铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至400℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气1.5h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实施例26：氯化铯改性13X型沸石分子筛
(1)将500g 13X型沸石分子筛装入离子交换柱中，以200mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将氯化铯用去离子水溶解，得到浓度为0.2M的氯化铯溶液；
(3)将氯化铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化铯溶液以1mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入氯化铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，2h内升温至300℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以200mL/min的速度通入氦气0.5h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实施例27：硝酸铯改性Y型沸石分子筛
(1)将550g Y型沸石分子筛装入离子交换柱中，以450mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硝酸铯用去离子水溶解，得到浓度为0.8M的硝酸铯溶液；
(3)将硝酸铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硝酸铯溶液以4.5mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入硝酸铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1.5h内升温至300℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以300mL/min的速度通入氦气2h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实施例28：碳酸铯改性4A型沸石分子筛
(1)将900g 4A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以200mL/min的速度通入氦气1.5h；
(2)将碳酸铯用去离子水溶解，得到浓度为0.6M的碳酸铯溶液；
(3)将碳酸铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使碳酸铯溶液以4mL/s的速度流出；
(4)100min后停止加入碳酸铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至250℃并真空干燥28h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以400mL/min的速度通入氦气0.5h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实施例29：硫酸铯改性5A型沸石分子筛
(1)将300g 5A型沸石分子筛装入离子交换柱中，以300mL/min的速度通入氦气1h；
(2)将硫酸铯用去离子水溶解，得到浓度为1.5M的硫酸铯溶液；
(3)将硫酸铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使硫酸铯溶液以5mL/s的速度流出；
(4)60min后停止加入硫酸铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至380℃并真空干燥36h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以50mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实施例30：氯化铯改性ZSM-5型沸石分子筛
(1)将200g ZSM-5型沸石分子筛装入离子交换柱中，以500mL/min的速度通入氦气0.5h；
(2)将氯化铯用去离子水溶解，得到浓度为0.5M的氯化铯溶液；
(3)将氯化铯溶液加入到离子交换柱中，调节阀门并使氯化铯溶液以4mL/s的速度流出；
(4)120min后停止加入氯化铯溶液，用去离子水冲洗沸石分子筛；
(5)将用去离子水冲洗的沸石分子筛取出，1h内升温至280℃并真空干燥24h；
(6)将干燥后的沸石分子筛以100mL/min的速度通入氦气1h，改性完成得到金属铯离子改性沸石分子筛。
实验例1：沸石分子筛与金属离子改性沸石分子筛的应用效果测试
本实施例采用的蚊虫诱杀装置为图4至图6所示的结构，其中设置了蚊虫引诱光源且灯泡为CDC灯。
发明人按照国标《GB/T 27785-2011卫生杀虫器械实验室效果测定及评价电子灭蚊蝇器》进行了测试，在本实施例的蚊虫诱杀装置中不装载沸石分子筛、装载150g未改性的沸石分子筛、装载150g各金属离子改性沸石分子筛(分别采用硝酸钙、氯化钾、硫酸锂、氯化镁、硫酸铯进行改性)的捕蚊对比实验结果如表2和表3所示，可见金属离子改性沸石分子筛的设置大大提高了蚊虫诱杀装置的诱蚊效果，并且金属离子改性沸石分子筛在本实施例蚊虫诱杀装置中的诱蚊效果优于未改性的沸石分子筛的诱蚊效果，使用沸石分子筛前后数据具有统计学意义。
表2实验例1中蚊虫诱杀装置的诱蚊效果测试的部分结果
表3实验例1中蚊虫诱杀装置的诱蚊效果测试的部分结果
备注：＊*p＜0.01；与不装载沸石分子筛而只使用光诱相比。
##p＜0.01；与“光诱+未改性沸石分子筛”相比。
实验例2：沸石分子筛与金属离子改性沸石分子筛的应用效果测试
采用的蚊虫诱杀装置为图1至图3所示的结构，其中未设置蚊虫引诱光源。
发明人按照国标《GB/T 27785-2011卫生杀虫器械实验室效果测定及评价电子灭蚊蝇器》进行了测试，在本实施例的蚊虫诱杀装置中分别装载150g未改性的沸石分子筛和150g各金属离子改性沸石分子筛(分别采用硝酸钙、氯化钾、硫酸锂、氯化镁、硫酸铯进行改性)的捕蚊对比实验结果如表3所示，可见沸石分子筛的设置提高了蚊虫诱杀装置的诱蚊效果，并且金属离子改性沸石分子筛在本实施例蚊虫诱杀装置中的诱蚊效果优于未改性的沸石分子筛的诱蚊效果，改性前后数据具有统计学意义。
表3实验例2中蚊虫诱杀装置的诱蚊效果测试结果
备注：＊*p＜0.01，与未改性的沸石分子筛相比。
综上所述，本发明利用能够吸附并解吸二氧化碳的金属离子改性沸石分子筛进行诱蚊捕蚊，一方面利用其富集二氧化碳的特性引诱蚊虫，同时进一步利用捕捉蚊虫的气流充分地将二氧化碳和气流的各自效能相结合，还可以利用引诱光源的吸引作用，进而实现高效捕杀蚊虫的目的。并且，经本发明改性方法改性之后的沸石分子筛从空气中吸附二氧化碳的能力有较大提升，且经过长期的吸附-解吸循环使用后，仍保持较稳定的对二氧化碳的吸附和解吸能力。本发明所使用的二氧化碳为空气中已有的物质，不会造成二氧化碳产生和温室效应，同时采用仿生方式也对人体无害，具有良好的应用前景。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (11)
1.金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用。
2.根据权利要求1所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，将金属离子改性沸石分子筛置于蚊虫诱杀装置中辅助或主导地引诱蚊虫。
3.根据权利要求1所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述金属离子改性沸石分子筛为X型、Y型、A型、β型、ZSM型中的至少一种沸石分子筛改性得到。
4.根据权利要求3所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述金属离子改性沸石分子筛是使用金属盐与沸石分子筛反应形成的由金属离子修饰的沸石分子筛。
5.根据权利要求4所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述金属离子为钙离子、钾离子、锂离子、镁离子和铯离子中的一种，所述金属盐为钙、钾、锂、镁或铯的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氯酸盐和氢氧化物中的一种。
6.根据权利要求2所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述蚊虫诱杀装置包括：
外壳体；
内筒体，设置在所述外壳体中，包括顶端的进风口；
第一风力单元，设置在所述外壳体中并位于所述内筒体的下方，并用于在所述内筒体的进风口产生进入所述内筒体的气流；
蚊虫收集单元，设置在所述外壳体下方并位于所述第一风力单元的下方，与内筒体连通并用于收集从内筒体的进风口进入的蚊虫；
二氧化碳富集单元，设置在所述外壳体中并与所述内筒体相邻地设置，内部设置有加热单元，通过位于所述二氧化碳富集单元下方且设置在外壳体上的通气孔与大气连通，顶部为二氧化碳逸出口，其中，所述二氧化碳富集单元中装载有沸石分子筛或改性沸石分子筛；
第二风力单元，设置在所述二氧化碳富集单元的底部并用于在所述外壳体的通气孔产生进入所述二氧化碳富集单元的气流。
7.根据权利要求6所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述装置还包括蚊虫引诱光源，所述蚊虫引诱光源设置在所述内筒体的进风口处。
8.根据权利要求7所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述蚊虫引诱光源为CDC灯、黑光灯、CCFL灯或紫外灯。
9.根据权利要求6所述金属离子改性沸石分子筛在捕蚊中的应用，其特征在于，所述蚊虫收集单元可拆卸地插装在所述外壳体的下方并且包括第一收集器和第二收集器，所述第一收集器为入口大且出口小的倒圆台结构，所述第二收集器为长方体或正方体结构，所述第一收集器套装在所述第二收集器中，其中，所述第一收集器还包括环绕倒圆台结构的滤网，所述第二收集器还包括位于外侧部的出风孔。
10.如权利要求1至9中任一项中所述金属离子改性沸石分子筛的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括以下步骤：
A、将沸石分子筛装填入离子交换柱中，向离子交换柱中通入氦气；
B、将金属盐溶解于去离子水中得到金属盐溶液，将所述金属盐溶液加入离子交换柱中进行反应，其中，所述金属盐溶液的浓度为0.1～0.8M；
C、反应后停止加入金属盐溶液并用去离子水冲洗沸石分子筛，随后取出干燥；
D、向干燥后的沸石分子筛中通入氦气，得到金属离子改性沸石分子筛。
11.根据权利要求10所述金属离子改性沸石分子筛的改性方法，其特征在于，在步骤A中，氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h；在步骤B中，控制反应时间为60～120min，控制所述金属盐溶液以1～5mL/s的速度流出；在步骤C中，干燥条件为在1～2h内升温至250～500℃真空干燥处理24～36h；在步骤D中，氦气的通入速度为50～500mL/min且通入时间为0.5～2h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170609 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |