[發明專利]一種蜂窩狀氣體凈化載體的制備方法

在審

• 申請號: 201811313201.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109395578A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張延風;王明全;高立月
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種蜂窩狀氣體凈化載體的制備方法，將波紋形和平板形的金屬絲網逐層疊加，將活性組分、纖維棉、粘結劑、粘度調節劑、溶劑形成的混合液負載到金屬絲網上，烘干后再經過高溫煅燒制備得到蜂窩狀氣體凈化載體。與現有技術相比，本發明可以實現活性組分在纖維棉?金屬絲網復合蜂窩載體上的可控負載，活性組分負載量可以控制，附著強度高。蜂窩載體加工簡單，機械強度高，且傳質阻力小，用于含VOCs廢氣的凈化有較好的效果。

技術領域

本發明涉及氣體凈化或催化領域，尤其是涉及一種蜂窩狀氣體凈化載體的制備方法。

背景技術

蜂窩狀載體在化學、化工、能源、環保等領域有著廣泛的應用，通過在蜂窩狀載體上負載活性組分，如催化劑、吸附劑等，可以用于各種吸附和催化過程。蜂窩狀載體能提供較大的表面積，同時蜂窩狀的通道傳質阻力小，有較高的強度，較傳統的固定床有較大的優勢，在汽車尾氣凈化、催化燃燒、氣體吸附等領域應用廣泛。蜂窩載體通常是以陶瓷原料，通過擠出成型，再經高溫燒制而成。常見的蜂窩載體多為陶瓷材料，如堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅等，具有較高的熱、化學穩定性，應用范圍廣。但陶瓷基蜂窩載體的原料和加工成本較高，限制了其應用。

1974年，瑞典人Carl Munters創新性的提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結構的轉輪用于分離過程的概念，并申請了專利，其專利公開號為GB1344170。1993年，Toshimi Kuma等人公開的美國專利US5194414中所述：將陶瓷纖維紙加工成波紋形和平板形，用黏合劑粘結在一起后卷成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將分子篩負載在蜂窩狀通道的表面得到吸附轉輪，并將其成功用于含VOCs尾氣凈化處理。這種陶瓷纖維紙制成的蜂窩載體具有較高的強度、耐高溫、耐腐蝕、傳質阻力小等特點，在VOCs吸附領域得到了廣泛應用。然而，以陶瓷纖維紙為原料制備蜂窩載體，需要高質量的超薄陶瓷纖維紙，其價格較高，基本被國外廠家壟斷，有很大的局限性。此外，超薄陶瓷纖維紙的機械強度較差，加工成型困難，且制得的蜂窩載體的強度也有待提高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種新型的方法制造出以金屬絲網為一級骨架，以纖維為二級骨架，將分子篩晶體負載到纖維上。制備的蜂窩載體具有加工簡單、機械強度高的優點，且可以實現分子篩晶體的可控負載。在含VOCs尾氣的凈化方面具有脫除效率高，結構穩定，不易損壞等優點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種蜂窩狀氣體凈化載體的制備方法，將波紋形和平板形的金屬絲網逐層疊加，將活性組分、纖維棉、粘結劑、粘度調節劑、溶劑形成的混合液負載到金屬絲網上，烘干后再經過高溫煅燒，例如可以在馬弗爐中控制溫度為600℃煅燒5h，制備得到蜂窩狀氣體凈化載體。

所述金屬絲網為以純金屬或合金材質的金屬絲網，包括但不限于不銹鋼絲網，例如不同牌號的不銹鋼絲網、鐵絲網或銅絲網。由于上述金屬絲網強度較大，并且用陶瓷纖維棉取代陶瓷纖維紙，相應的也降低了成本，在硅溶膠和甲基纖維素等粘結劑的作用下，陶瓷纖維棉和分子篩可以很牢固的粘在不銹鋼絲網上，且不會變形。

波紋形金屬絲網可以利用瓦楞機軋制

所述金屬絲網的孔道可在較寬范圍內選用，孔徑為2-400目。

所述活性組分、纖維棉、粘結劑、粘度調節劑、溶劑采用以下的重量百分比含量：活性組分1％～30％、纖維棉1％～10％、粘結劑0～11％、粘度調節劑0～0.1％，余量為溶劑，其中粘結劑由0～1％的有機粘結劑和0～10％的無機粘結劑組成。

另外在上述混合液中還可以加入微量的陽離子表面活性劑。

所述活性組分為吸附材料和/或催化材料，例如吸附材料可以采用分子篩，硅膠，介孔材料，金屬有機骨架材料等，催化材料可以采用分子篩，金屬氧化物，金屬等。并且吸附不同的氣體可以負載不同的活性組分，用于VOCs吸附，負載分子篩，用于CO₂吸附，負載PEI。