[發明專利]一種新型吸附劑及其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710411761.X
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN106994328A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 劉立成;崔龍云
• 申請（專利權）人: 劉立成;崔龍云
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙)37236
• 代理人: 桑丹

技術領域

本發明屬于廢氣治理技術領域，具體涉及一種新型吸附劑及其制備方法及應用。

背景技術

目前，在有機廢氣治理行業中，吸附法以及吸附濃縮結合其它工藝的技術，應用得比較廣泛。吸附機理是利用吸附材料豐富的多孔結構，吸附各種有害的氣體分子，從而達到凈化空氣的作用；當吸附的有害氣體達到允許吸附量時，通過加熱再生，可以使吸附材料在一定程度上，可以重復使用。常用的吸附劑主要包括沸石分子篩和活性炭。

分子篩(又稱合成沸石)是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體，其特點是微孔孔徑相對比較均勻，具有一定的吸附能力，耐高溫。缺點是由于需要人工合成，且工藝復雜，制作成本高昂。

活性炭具有豐富的多孔結構，適用于絕大多數有機氣體，吸附能力較強，價格相對低廉。缺點是由于活性炭燃點較低(300℃)，脫附能力較差，再生利用率比較低。由于有機廢氣多數都含有具備一定危險性的氣體，當無法再生利用時，通常都要作為危險廢物來處理。目前，國內多數地區的廢活性炭處置費用和采購成本大致相當，甚至個別地區高于采購成本，這樣又大大增加了企業的治理成本。

因此，研制開發價廉、高效的VOCs吸附劑成為近年來的環境吸附材料的研究熱點之一。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提出一種制作成本低廉，耐高溫，可重復使用率高，以至可循環使用的吸附材料，從而大大降低企業的有機廢氣治理成本。該發明是通過以下技術方案予以實現的：

一種新型吸附劑，其包括如下原料：分散劑、木質纖維素、粘土、甘油、三氧化二鋁、二氧化鈦、正硅酸乙酯、酸性溶液。

進一步的，上述原料的添加量分別為：粘土的添加量為0.015-0.075g/ml的酸性溶液；分散劑添加量為0.01-0.13ml/g粘土；木質纖維素的添加量為 0.002-0.01g/g粘土；甘油的添加量為0.05-0.5ml/g；三氧化二鋁的添加量為 0.05-0.2g/g粘土；二氧化鈦的添加量為0.01-0.1g/g粘土；正硅酸乙酯的添加量為0.002-0.01mol/g；。

進一步的，該新型吸附劑還包括云母粉，其添加量為0.01-0.05g/g粘土。

進一步的，該吸附劑是通過如下步驟制備而成，

⑴將分散劑、木質纖維素加入到酸性溶液中，室溫下攪拌0.2-1h，得到溶液 A；

⑵溶液A中加入粘土、甘油，繼續攪拌1-2h，得到溶液B；

⑶在溶液B中再加入三氧化二鋁、二氧化鈦、正硅酸乙酯，攪拌12-36h，加入分散劑，攪拌1-2h，離心得到膠狀物；

⑷利用去離子水反復洗滌膠狀物至中性，得濾餅；

⑸將上述濾餅在低溫下干燥后研磨成顆粒，將得到的顆粒高溫焙燒，得到本粘土吸附劑。

進一步的，所述酸性溶液為2-6mol/L的硫酸或鹽酸溶液。

進一步的，所述步驟⑵為在溶液A中加入粘土、甘油，云母粉，繼續攪拌 1-2h，得到溶液B。

進一步的，所述粘土為蒙脫土、高嶺土、膨潤土、活性白土的一種或幾種。

本發明還提出一種新型吸附劑的制備方法，包括如下步驟，

⑴將分散劑、木質纖維素加入到酸性溶液中，室溫下攪拌0.2-1h，得到溶液 A；

⑵溶液A中加入粘土、甘油，繼續攪拌1-2h，得到溶液B；

⑶在溶液B中再加入三氧化二鋁、二氧化鈦、正硅酸乙酯，攪拌12-36h，加入分散劑，攪拌1-2h，離心得到膠狀物；

⑷利用去離子水反復洗滌膠狀物至中性，得濾餅；

⑸將上述濾餅在低溫下干燥后研磨成顆粒，將得到的顆粒高溫焙燒，得到本粘土吸附劑。

此外，本發明還提出一種新型吸附劑在廢氣治理中的應用。

進一步的，所述新型吸附劑在使用前需進行活化，活化的溫度為300-500℃，活化時間為1-3h。

本發明相對于現有技術所具有的優點為：

1.本發明提供一種對揮發性有機廢氣具有高吸附性能的吸附材料以及該吸附材料的制備方法，該吸附材料具有無毒、無腐蝕、環保且對有機廢氣具有高吸附性能、可反復再生利用。

2.本發明所使用的粘土是一種熱穩定性好、儲量豐富和價格低廉的礦物，通過對粘土表面性質與結構的改性處理，可以增大其比表面積、擴大有效吸附孔洞，從而提高其對VOCs的吸附能力。