[發(fā)明專利]一種用于吸附苯乙烯廢氣的粘土基復合吸附材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710551948.X
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107185482B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉立成;蔡衛(wèi)權;劉昌持
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

本發(fā)明公開了一種用于吸附苯乙烯廢氣的新型粘土復合吸附材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：(1)將粘土加入到酸性溶液中，室溫下攪拌，得到溶液A；(2)在溶液A中加入表面活性劑，室溫下攪拌，得到溶液B；(3)在溶液B中再加入硅源、鋁源攪拌；(4)將步驟(3)中得到的產(chǎn)物過濾洗滌至中性，干燥，然后粉碎成顆粒；(5)取過渡金屬硝酸鹽溶于去離子水中，溶解配成鹽溶液，滴加在上訴顆粒上，攪拌，干燥，然后焙燒。根據(jù)本發(fā)明的方法制備的粘土基復合吸附材料無毒、無腐蝕、環(huán)保且制備成本低，且對苯乙烯具有高吸附性能，所述制備方法工藝簡單，便于操作生產(chǎn)。

技術領域

本發(fā)明屬于廢氣治理技術領域，尤其涉及一種用于吸附苯乙烯廢氣的新型粘土基復合吸附材料及其制備方法。

背景技術

苯乙烯是重要的有機化工生產(chǎn)原料及基礎產(chǎn)品，其在合成塑料、涂料、顏料、橡膠、乳膠、農(nóng)藥、紡織、離子交換樹脂等領域具有廣泛的應用。同時也是一種典型的揮發(fā)性有機污染物(VOCs)，在涉及苯乙烯的生產(chǎn)與合成過程中，排放量巨大。苯乙烯對人體健康及生物有嚴重危害。對人體健康的危害可分為急性作用和慢性作用。急性作用是指短期內(nèi)的中毒癥狀，長期接觸會導致頭暈、乏力、食欲減退、血小板減小，甚至會引發(fā)淋巴瘤、造血系統(tǒng)瘤、非瘤疾病以及具有潛伏性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。目前苯乙烯仍是我國惡臭污染控制的八大受控物之一。

目前去除苯乙烯的主要技術有：燃燒法、冷凝法、吸收法、吸附法、催化法、生物降解以及低溫等離子體技術等，而吸附法因其具有去除率高、凈化徹底、能耗低、易于推廣實用等優(yōu)點，而被廣泛使用，而活性炭作為被廣泛使用的吸附劑存在價格高、熱穩(wěn)定性差等不足。粘土因價格低廉、儲量豐富、吸附量大、環(huán)境友好等優(yōu)點，逐漸受到廣泛關注和研究。粘土具有比表面積大等特性，且層間結構可控、可以改變表面官能團。通過對粘土進行適當?shù)母男裕娠@著提高吸附性能，使其在空氣凈化領域中具有很好的應用前景。對于粘土改性，如中國發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01710159209.6.)公開了一種有機-無機改性的碳/蒙脫土復合吸附材料的制備方法，通過對蒙脫土柱撐，提高其層間距，再通過水熱反應引入碳，從而提高其對甲苯的吸附性能，通過該方法合成的材料，其吸附性能提高有限，且實驗步驟較為繁瑣。而對于苯乙烯吸附，如任愛玲等(改性污泥活性炭對苯乙烯的吸附[J].環(huán)境化學,2013,32(5):833-838.)通過以污泥為原料，采用過量浸漬法對污泥改性處理，其得到的樣品，但對苯乙烯的吸附量較低，靜態(tài)吸附量僅能達到211.4mg/g。

因此，目前仍然需要開發(fā)一種更為有效地吸附苯乙烯廢氣的吸附材料。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于吸附苯乙烯廢氣的新型粘土復合吸附材料的制備方法，以制備出廉價、無毒、易降解且對苯乙烯具有高吸附性能的復合材料。所述方法包括如下步驟：

(1)將粘土加入到酸性溶液中，室溫下攪拌0.5-1h，得到溶液A，其中酸性溶液用量為20-80ml/g粘土；

(2)在溶液A中加入表面活性劑，室溫下攪拌0.5-1h，得到溶液B，其中表面活性劑的添加量為0.00025-0.001mol/g粘土；

(3)在溶液B中再加入硅源、鋁源，攪拌15-20h，其中，鋁源的添加量為0.03-0.2g/g粘土；硅源添加量為0.015-0.03mol/g；

(4)將步驟(3)中得到的產(chǎn)物過濾洗滌至中性，100℃干燥12h，然后粉碎成40-80目顆粒；

(5)取過渡金屬硝酸鹽溶于去離子水中，溶解配成質(zhì)量分數(shù)為3％的鹽溶液，滴加在上訴顆粒上，攪拌10min，其中過渡金屬硝酸鹽的添加量為0.05-0.1g/g粘土。靜置4h后，105℃干燥10h，然后在馬弗爐中焙燒。

優(yōu)選地，步驟1)中所述的酸性溶液為1-2mol/l的鹽酸溶液或硫酸溶液，酸性溶液用量優(yōu)選為30-60ml/g粘土；