[發明專利]一種用于VOCs處理的介孔硅鋁分子篩吸附劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710259169.2
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107055564A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李來所;周兵
• 申請（專利權）人: 江蘇智道工程技術有限公司
• 主分類號: C01B39/06
• 分類號: C01B39/06;B01J20/18;B01D53/02;B01J20/30
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立

技術領域

本發明涉及一種用于VOCs處理的介孔硅鋁分子篩吸附劑及其制備方法，具體的說是一種通過摻雜Fe元素改性介孔硅鋁分子篩的吸附劑及其制備方法，特別適用于VOCs處理吸附裝置中的吸附劑及其制備方法，屬于環境保護與節能技術領域。

背景技術

揮發性有機化合物簡稱VOCs(Volatile Organic Compounds)，是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以內的有機化合物，主要包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、酮、醚、酯等，主要來自石油化工、涂料、藥物合成、橡膠等生產過程，以及印刷、烤漆、電子元器件的脫脂、膠片織物涂層等工藝中。這些有機廢氣多數易燃易爆，且常伴有異味、惡臭散發在空氣中，對人的眼、鼻、呼吸道系統產生刺激作用，甚至可誘發人體癌變、突變。通過研究和使用清潔生產工藝流程和改進設備，我們可以減少甚至消除VOCs排放。然而由于受生產技術水平限制，目前許多行業在生產過程中仍不可避免地會向環境排放或泄漏各種不同濃度的有機廢氣，這時候就應當考慮采用回收或銷毀技術來控制這些有機廢氣的排放。VOCs的凈化方法主要有吸附法、燃燒法、生物凈化法、電暈法和等離子體凈化法等，根據VOCs的種類、濃度、風量、可回收價值等性質，選擇不同的處理方法，才能更好的控制VOCs的污染。其中吸附法因其去除效率高，凈化徹底，能耗低，工藝成熟，能回收溶劑，易于推廣實用等特點廣泛的適用于低濃度VOCs的回收或回收再處理工藝中。

吸附法的應用關鍵在于選擇合適的吸附材料作為吸附劑。目前，吸附量大、易脫附的活性炭吸附法被認為是一條經濟、合理的工藝路線。然而在實際工業應用中，VOCs廢氣通常含有水蒸汽，活性炭吸附性能受水氣影響較大，再生困難、易產生二次污染、特別是在吸附飽和后的熱氣流再生過程中易發生火災，不符合現今的安全生產要求。為此，在國家環保總部2008年出臺的《國家鼓勵發展的環境保護技術目錄》中，對低濃度、大風量有機廢氣的處理強調要求采用不可燃、耐高溫的分子篩為吸附材料。

本發明涉及的分子篩均為介孔硅鋁酸鹽分子篩材料，分子篩是結晶態的硅酸鹽和硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連，形成3～5nm的孔道和空隙體系，具有篩分分子的特性。分子篩骨架結構有大小一致的氧環，其孔徑分布較窄，結晶分子篩的吸附等溫線大多屬于Langrnuir類型，也即是說，分子篩在非常低的吸附分壓下，吸附就可以完全達到飽和狀態。分子篩的比表面積大，孔徑分布均勻，結構穩定，機械性能高，耐高溫，易再生，且表面存在豐富的酸-堿中心，可以通過調節材料的親水和疏水性來控制其吸附性質，因此作為吸附劑或催化劑在小分子有效捕獲、擇形催化、過渡態分子和產物分子的有效分離等方面得到廣泛應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提出一種具有大比表面積、大孔容、吸附選擇性好、機械強度好、化學性質穩定、來源廣、容易再生和再利用用于VOCs處理的介孔硅鋁分子篩吸附劑及其制備方法。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種用于VOCs處理的介孔硅鋁分子篩吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(一)將異丙醇鋁(Al(OPri)₃)、硝酸鐵(Fe(NO₃)₃)依次加入到含有乙酰丙酮(acac)的乙醇中，攪拌均勻，將得到的混合物回流1-2h，異丙醇鋁(Al(OPri)₃)、硝酸鐵(Fe(NO₃)₃)和乙酰丙酮(acac)的摩爾比為：異丙醇鋁(Al(OPri)₃)：硝酸鐵(Fe(NO₃)₃)：乙酰丙酮(acac)＝(0.03-0.05)：(0.01-0.02)：(0.2-1)；

㈡在步驟(一)所得混合物中加入硅酸四乙酯，硅酸四乙酯加入的量與異丙醇鋁(Al(OPri)₃)、硝酸鐵(Fe(NO₃)₃)、乙酰丙酮(acac)摩爾比是(0.9-1.0)：(0.03-0.05)：(0.01-0.02)：(0.2-1)；