一種用于凈化揮發性有機廢氣的吸附劑及其制備方法技術

本發明專利技術涉及屬于環保技術領域，具體涉及一種用于凈化揮發性有機廢氣的新型吸附劑?改性海泡石基分子篩及其制備方法和應用，所述吸附劑基材為改性海泡石，可用于凈化工業有機廢氣。本發明專利技術提供的新型揮發性有機物吸附劑制備方法包括步驟：將海泡石研磨為粉粒后酸活化；加入無機粘結劑溶液攪拌均勻得到混合料，困料，擠壓為顆粒狀或蜂窩狀結構，固化，焙燒，即制得新型揮發性有機物吸附劑。本發明專利技術制備的新型揮發性有機物吸附劑用于凈化工業有機廢氣，不僅提供了解決VOCs污染難題的方法，還可使我國豐富的海泡石資源得以高效利用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環保
，具體涉及一種用于凈化揮發性有機廢氣的新型吸附劑-改性海泡石基分子篩及其制備方法，所述吸附劑基材為改性海泡石，可用于凈化工業有機廢氣。
技術介紹
含有揮發性有機物(VOCs)工業廢氣的凈化治理是大氣污染控制的一個熱點。在眾多凈化工業有機廢氣的方法中，吸附法因其工藝簡單、操作方便、凈化效率高而應用廣泛。海泡石是一種含水富鎂硅酸鹽粘土礦物，在海泡石的纖維狀晶體結構中有許多與纖維延長方向一致的管狀貫穿通道，使得海泡石具有高達900m2/g的理論比表面積以及良好的機械性能、熱穩定性和很強的吸附能力。除物理吸附以外，海泡石表面還存在化學吸附活性中心，對極性物質具有較強的吸附性。因此，可將海泡石用于吸附VOCs。但未經活化處理的海泡石纖維孔徑較小，有的孔被吸附水及沸石水填充，還有的孔塌陷，通道窄，熱穩定性差，且存在其他雜質，直接影響其吸附性，不能夠直接應用于工業有機廢氣的凈化處理。因此，使用前須對海泡石進行活化處理，常用酸改性，酸改性時須控制酸濃度及改性時間，以活化出的孔徑針對有機廢氣的主要成份，在此條件下制備的海泡石孔徑較為均勻，且海泡石吸附選擇性較強，對極性分子吸附較強，但工業中所排放工業廢氣成份較為復雜，除主要成份外還有其他有機氣體或分子極性較弱的氣體，因此須要將酸改性后的海泡石添加不同孔徑或選擇性較弱的其他氣體吸附劑。目前將吸附劑制成蜂窩狀結構可以減小阻力損失以及方便吸附劑在設備中安裝使用，在常用制備蜂窩陶瓷方法中，須要在較高溫度下焙燒才能達道足夠的強度，但海泡石在300～800℃下會失去結構水，分子結構發生改變，吸附性降低，因此在制備蜂窩狀海泡石時須在較低溫度下焙燒，且應能達到足夠的強度。但是以現有蜂窩陶瓷的制備方法制備蜂窩狀海泡石時，成型性較差，表面易開裂，強度較低，不能滿足使用要求。
技術實現思路
本專利技術針對當前技術存在缺點和不足，專利技術了一種新型VOCs吸附劑，所述吸附劑以海泡石為主要原料，經酸活化后，添加不同組分的添加劑，并制成一定形態后獲得，可將其應用于凈化工業有機廢氣。具體采用以下技術方案予以實現：本專利技術提供的新型揮發性有機物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：S1.將海泡石粉粒進行酸活化，得到具有一定孔徑的酸活化的海泡石；S2.在海泡石混合物中加入復合粘結劑溶液攪拌均勻得到混合料；所述海泡石混合物包括步驟S1中的酸活化的海泡石；以所述海泡石混合物為100重量份計算，所述復合粘結劑溶液中的磷酸鹽類粘結劑為3～8重量份，鋁溶膠或硅溶膠固體物質為3～8重量份，有機粘結劑為2～5重量份，硅烷偶聯劑2～5重量份；困料24h后，擠壓成型，在90～150℃下固化，在300～500℃下焙燒，焙燒8h，即制得新型揮發性有機物吸附劑。其中，步驟S1中所述海泡石粉粒、活性炭粉粒、沸石粉粒的粒徑為300～500目。其中，步驟S1中海泡石為純化α-海泡石，其純度＞85％，纖維長度為1～3mm。其中，步驟S2中所述的海泡石混合物還包括沸石粉末和/或活性炭粉末；所述沸石粉末和活性炭粉末的質量分數為步驟S1中的所述酸活化的海泡石的5～30％。根據有機廢氣成份不同，可調節沸石粉末和/或活性炭粉末的添加量，發揮協同效應。其中，步驟S1中的酸活化為使用鹽酸進行活化；所述鹽酸濃度為0～1.0mol/L；所述鹽酸與海泡石粉粒的液-固比為5～20L/kg。其中，步驟S2中所述的有機粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛；所述硅烷偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。成型效果更好。其中，步驟S3中所述固化時間為8～24h。其中，步驟S3中所述焙燒溫度為380℃。以上任何一種制備方法制備的新型揮發性有機物吸附劑。將本專利技術制備的揮發性有機物吸附劑置入吸附床或凈化柜中凈化工業有機廢氣。有機廢氣來源包括橡膠、煙草、涂裝、印刷、油漆涂料生產、電子產品制造、醫藥化工、石油化工等行業。與現有技術相比，本專利技術所述的吸附劑凈化有機廢氣的優勢之處體現在：1.低品位海泡石經酸改性及熱改性后，海泡石中雜質減少，微孔數量增多，比表面積增加，吸附效果得以改善。2.在酸改性后的海泡石中添加不同孔徑的活性炭或沸石類吸附劑后，可發揮協同、互補作用，對含有不同種類揮發性有機物的工業廢氣均具有較好的吸附效果。可以根據有機廢氣成份不同，可調節沸石粉末和/或活性炭粉末的添加量，發揮協同效應。經驗證，凈化噴涂廢氣時，在鹽酸活化海泡石中加入質量分數為5％的活性碳粉和質量分數為10％的介孔沸石分子篩，處理效果明顯較好。3.以磷酸鹽溶液、鋁溶膠或硅溶膠、聚乙烯醇縮丁醛的混合物作為粘結劑，并加入一定量的硅烷偶聯劑，在較低燒結溫度下(380℃)制備的蜂窩狀海泡石表面不開裂，正抗壓強度達到0.8MPa，基本不會改變海泡石分子結構。在使用這種復合粘結劑及制備方法下，使得改性海泡石在較低溫度下焙燒后，不破壞其孔道結構且能達到較好的成型效果及強度。4.將改性海泡石制作成蜂窩狀結構后，便于在吸附設備中安裝使用，經實驗表明，本專利技術吸附劑用于凈化有機廢氣時，具有吸附速度快，吸附容量高，脫附徹底的優點，尤其在處理低濃度有機廢氣時也具有很好的效果。本專利技術吸附劑以天然海泡石為主要原料，制備改性海泡石模塊用于凈化工業有機廢氣，不僅提供了解決VOCs污染難題的方法，還可使我國豐富的海泡石資源得以高效利用。附圖說明圖1是本專利技術涉及到的矩形蜂窩體的吸附劑結構示意圖，1為矩形蜂窩體，2為孔道。圖2為實施例1制備的新型揮發性有機物吸附劑凈化噴涂車間現場采集氣體的凈化率數據圖。具體實施方式下面結合實施例，對本專利技術作進一步說明：JN-30堿性硅溶膠，廠家：開化龍邦硅溶膠廠，質量分數30％。對比例1蜂窩狀活性炭將蜂窩狀活性炭經輥壓磨研磨為粒度325目的粉粒，加入質量分數為80％的磷酸二氫鋁溶液，及質量分數為30％的硅溶膠混合均勻，以活性成分占100重量份計算，混合料中磷酸二氫鋁所占2重量份，硅溶膠固體物質占3重量份，聚乙烯醇縮丁醛為2重量份，KH560為2重量份。混合料置于密閉容器中困料24h后，在模具中壓制成蜂窩狀結構坯料，110℃下固化，固化時間為12h，然后置入工業微波爐中焙燒，焙燒溫度為380℃，焙燒8h，得到蜂窩狀結構的蜂窩狀活性炭，將吸附劑置于吸附床中凈化有機廢氣，有機廢氣為噴涂車間現場采集。對比例2將纖維狀α-海泡石經輥壓磨研磨為粒度325目的粉粒，加入質量分數為80％的磷酸二氫鋁溶液，以活性成分占100重量份計算，混合料中磷酸二氫鋁所占5重量份，混合料置于密閉容器中困料24h后，在模具中壓制成蜂窩狀結構坯料，110℃下固化，固化時間為12h，然后置入工業微波爐中焙燒，焙燒溫度為380℃，焙燒8h后，成型后表面開裂，抗壓強度＜0.3Mpa。實施例1：將纖維狀α-海泡石經輥壓磨研磨為粒度325目的粉粒，將獲得的海泡石粉粒置入反應釜中，加入濃度為0.2mol/L的鹽酸，鹽酸與海泡石粉粒的液-固比為10(L/kg)，常溫攪拌8h，經過濾、洗滌、干燥后得到鹽酸活化的海泡石。在鹽酸活化的海泡石中加入質量分數為80％的磷酸二氫鋁溶液，及質量分數為30％的硅溶膠混合均勻，以活性成分占100重量份計算，混合料中磷酸二氫鋁占2重量份，硅溶膠固體物質占3重量份，聚乙烯醇縮丁醛為2重量份，KH560為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于凈化揮發性有機廢氣的新型吸附劑，其特征在于，包括以下步驟：S1.將海泡石粉粒進行酸活化，得到具有一定孔徑的酸活化的海泡石；S2.在海泡石混合物中加入復合粘結劑溶液攪拌均勻得到混合料；所述海泡石混合物包括步驟S1中的酸活化的海泡石；以所述海泡石混合物為100重量份計算，所述復合粘結劑溶液中的磷酸鹽類粘結劑為3～8重量份，鋁溶膠或硅溶膠固體物質為3～8重量份，有機粘結劑為2～5重量份，硅烷偶聯劑2～5重量份；困料24h后，擠壓成型，在90～150℃下固化，在300～500℃下焙燒，焙燒8h，即制得新型揮發性有機物吸附劑。

【技術特征摘要】
1.一種用于凈化揮發性有機廢氣的新型吸附劑，其特征在于，包括以下步驟：S1.將海泡石粉粒進行酸活化，得到具有一定孔徑的酸活化的海泡石；S2.在海泡石混合物中加入復合粘結劑溶液攪拌均勻得到混合料；所述海泡石混合物包括步驟S1中的酸活化的海泡石；以所述海泡石混合物為100重量份計算，所述復合粘結劑溶液中的磷酸鹽類粘結劑為3～8重量份，鋁溶膠或硅溶膠固體物質為3～8重量份，有機粘結劑為2～5重量份，硅烷偶聯劑2～5重量份；困料24h后，擠壓成型，在90～150℃下固化，在300～500℃下焙燒，焙燒8h，即制得新型揮發性有機物吸附劑。2.根據權利要求1所述的新型揮發性有機物吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述的海泡石粉粒粒徑為300～500目。3.根據權利要求2所述的新型揮發性有機物吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述的海泡石粉粒為純化α-海泡石，其純度＞85％，纖維長度為1～3m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許永童，
申請(專利權)人：上海蘭寶環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31