[發(fā)明專利]一種用于焚燒煙氣中氯代芳烴凈化的秸稈基復合吸附劑

有效

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• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN109999768B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 馬小東;文佳鑫
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01D53/04;B01J20/30
• 代理公司: 12210 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 付長杰

1.一種用于焚燒煙氣中氯代芳烴凈化的秸稈基復合吸附劑，其特征在于，該吸附劑以作物秸稈為原料，經(jīng)過堿-尿素預處理，采用接枝聚合工藝對天然秸稈表面進行改性，以改性秸稈為主體吸附材料，將改性后的秸稈與高比表面積的炭質(zhì)材料按照比例混勻，炭質(zhì)材料與改性秸稈材料的質(zhì)量比為1:2-1:20，最后通過擠壓造粒，制成秸稈基復合吸附劑；

秸稈改性處理過程是：將預處理后的秸稈分散在去離子水中，再加入苯乙烯與丙烯酸單體及引發(fā)劑，在氮氣保護下攪拌升溫至55-80℃，反應時間為4-8h；反應結(jié)束后，通入空氣并用冰水冷卻0.5-2h，離心，用乙醇及去離子水洗滌反應產(chǎn)物并放入烘箱中烘干至恒重，即得到改性秸稈材料；其中，苯乙烯與丙烯酸單體質(zhì)量比為1:1-10:1，苯乙烯投加量與秸稈投加量的質(zhì)量比為0.1-2。

2.一種權利要求1所述的用于焚燒煙氣中氯代芳烴凈化的秸稈基復合吸附劑的制備方法，包括下述步驟：

(1)秸稈預處理：將秸稈經(jīng)高速粉碎機粉碎后，過80-200目篩，取篩下部分置于真空烘箱內(nèi)，于60-120℃干燥12-24h，儲存在干燥器中備用；同時配置NaOH-尿素體系水溶液，NaOH-尿素體系水溶液中NaOH質(zhì)量分數(shù)為4-12％，尿素質(zhì)量分數(shù)為2-14％，放入冰箱中預冷至-15-5℃；將干燥后的秸稈粉末按質(zhì)量比1:10-1:20分散在預冷后的NaOH-尿素體系水溶液中并持續(xù)至反應完全；秸稈經(jīng)低溫堿處理后，離心分離并用去離子水洗滌至中性，得到的秸稈樣品置于真空烘箱中烘干至恒重；

(2)秸稈改性處理：將步驟(1)得到的預處理后的秸稈分散在去離子水中，再加入苯乙烯與丙烯酸單體及引發(fā)劑，在氮氣保護下攪拌升溫至55-80℃，反應時間為4-8h；反應結(jié)束后，通入空氣并用冰水冷卻0.5-2h，離心，用乙醇及去離子水洗滌反應產(chǎn)物并放入烘箱中烘干至恒重，即得到改性秸稈材料；

(3)復合吸附劑的合成：將步驟(2)得到的改性秸稈材料與炭質(zhì)材料及去離子水混合，通過螺桿擠壓機制得顆粒狀秸稈基復合吸附劑。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的秸稈基復合吸附劑的制備方法，其特征在于，所述秸稈包括玉米秸稈、稻草秸稈、小麥秸稈或蘆葦秸稈。

4.根據(jù)權利要求2所述的秸稈基復合吸附劑的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的一種。

5.根據(jù)權利要求2所述的秸稈基復合吸附劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、過氧化氫中的一種，引發(fā)劑與秸稈投加量之比為0.4-1mL/g。

6.根據(jù)權利要求2所述的秸稈基復合吸附劑的制備方法，其特征在于，所述炭質(zhì)材料為石墨炭、碳納米管、活性炭或生物炭中的至少一種，步驟(3)中去離子水與改性秸稈材料的質(zhì)量比為1:1-1:5。

7.一種權利要求1-6任一所述的秸稈基復合吸附劑的應用，其特征在于：該吸附劑應用于吸附脫除焚燒煙氣中氯代芳烴類污染物，以鄰二氯苯(1,2-dichlorobenzene，o-DCB)作為氯代芳烴代表性化合物，利用固定床吸附–在線檢測裝置對吸附劑吸附性能進行連續(xù)測試，吸附后的o-DCB經(jīng)GC-FID檢測，計算得到o-DCB去除率；測試條件為：總氣體流量為20-200mL/min，O₂含量為5-20％，o-DCB濃度為20-200ppm，吸附劑質(zhì)量為50-500mg，吸附溫度為15-100℃，吸附時間為20-100min。