[發明專利]含有層狀雙氫氧化物和活性炭的吸附劑

在審

• 申請號: 201780054566.4
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN109689201A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: A·普拉馬尼克;S·達斯;P·薩卡爾;S·阿帕沃
• 申請（專利權）人: 荷蘭聯合利華有限公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/08;B01J20/04;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/32;B01J20/30
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 柴麗敏

本發明涉及一種吸附揮發性化合物特別是含硫化合物的材料。已發現適于高揮發性化合物的高表面積的吸附劑可通過在粉末活性炭(PAC)的表面上生長層狀雙氫氧化物(LDH)的納米顆粒獲得。本發明公開了一種復合吸附劑，其包含通式為[M²⁺_1?xM³⁺_x(OH)₂]^q+(X^n?)_q/n·yH₂O的層狀雙氫氧化物(LDH)的納米顆粒和粉末活性炭(PAC)，其中，M²⁺＝Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺或Zn²⁺；M³⁺＝Al³⁺或Fe³⁺；x＝[M³⁺]/[M³⁺+M²⁺]；q＝x；n＝1至4；和y＝LDH上存在的水分子數；X＝選自鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽的陰離子或來自有機源的陰離子部分；其中，所述復合材料可通過水熱法獲得，該水熱法依次包括以下步驟：(a)將粉末活性炭與M²⁺的水溶性鹽和M³⁺的水溶性鹽接觸和混合；(b)向步驟(a)的分散體中加入堿；(c)通過將步驟(b)的分散體加熱至80至100℃以使其老化；(d)通過任何方式分離分散體的水相和分散相；以及(e)用水洗滌所述分散相以除去過量的堿，得到復合吸附劑，其中，所述層狀雙氫氧化物(LDH)的納米顆粒的量為10?30重量％，并且其中，所述粉末活性炭的粒徑為50μm至500μm。

技術領域

本發明涉及吸附劑。特別地，本發明涉及適用于吸附揮發性含硫化合物的復合吸附劑。

背景技術

活性炭和層狀雙氫氧化物(LDH)(layered double hydroxide)廣泛用作吸附劑，盡管用于吸附不同種類的材料。控制高揮發性化合物的吸附和釋放的動力學是一個技術問題。作為高表面積材料之一的碳以其吸附和釋放揮發性化合物的能力而聞名。然而，碳和金屬氫氧化物/氧化物或其它無機吸附劑的混合物沒有顯示出顯著增強的吸附特性。難以通過化學良性途徑合成這些化合物，并且模板合成通常導致產物的成本較高且產率較低。

層狀雙氫氧化物(LDH)通常通過共沉淀方法合成。在這種方法中，在攪拌下將金屬離子的水溶液和堿在水池中混合。有時在升高的溫度下進行反應以改善顆粒的結晶度和尺寸。然而，通過該方法合成的顆粒具有顯著更大的尺寸，通常是微米尺寸。

US 4458030A(KYOWA KAGAKU KOGYO KK,1984)公開了一種吸附劑組合物，其包含水滑石和活性炭的組合。該組合物吸附多種物質。吸附容量不是各成分容量的累加效應。活性炭可以是粉末狀或顆粒狀。然而，通過將粉末與合適的粘結劑如水和聚乙烯醇混合，由成分的混合物來制備復合材料，并將混合物捏合和模塑。可以將混合物模塑成任何所需的形狀，例如直徑為1至50mm的空心圓柱體、球體、實心圓柱體或多邊形棱柱，然后將其干燥和煅燒。

US 2013/0316898 AA(THE UNIVERSITY OF SURREY)公開了一種復合吸附材料，并且特別地是一種用于吸附和穩定無機物質的高多孔碳基復合材料。復合吸附材料包括多孔碳載體基質和吸附劑物質，其中吸附劑物質在載體基質的孔內沉淀。該發明擴展到這種吸附劑材料的各種用途，例如用于水凈化、從廢物流中回收金屬和修復應用，以及將吸附劑材料改良至土壤中以破壞污染物-受體連接的目的。但是，沒有公開揮發性化合物的吸附。

盡管所引用的文章公開了用于各種類型材料的吸附劑，但是用于揮發性化合物特別是含硫化合物的吸附劑仍然未滿足需求。

因此，本發明的一個目的是提供一種用于揮發性化合物的吸附劑。

另一個目的是提供具有非常高表面積的吸附劑。