[發明專利]一種針對VOCs的改性粉煤灰吸附劑制備方法

在審

• 申請號: 201911057138.4
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110773114A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 齊立強;劉奕辰;王瑞濤;高唯恒;劉元政;趙樹和;李晶欣
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
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本發明公開了一種針對VOCs的改性粉煤灰吸附劑的制備方法。所述的制備方法包括：1)將粉煤灰原灰過80目篩，取篩下灰；2)用質量分數為20％的HCl在80℃條件下酸改性粉煤灰；3)將酸改性粉煤灰清洗后干燥，用一定濃度的NaOH與粉煤灰混合，在設定的條件下進行微波輻照改性；4)用真空干燥箱去除粉煤灰中的水分后得到改性粉煤灰。本發明所述方法制得的粉煤灰能以較高的效率吸附多種有機廢氣，且脫附操作簡單易行，可對有機廢氣中的有價值成分進行回收，也可對無用成分清潔高效地進行銷毀。

技術領域

本發明涉及一種消除VOCs的材料的制備方法，特別涉及一種能消除涂裝行業、印刷所排放的VOCs的粉煤灰的制備方法。

技術背景

VOCs是一類有機化合物的統稱，常溫下蒸發速率大，易揮發。VOCs對環境、對人體都具有重大危害：它們是臭氧生成的重要前驅物，也因此成為許多城市光化學煙霧生成的主控因子；VOCs轉化生成的二次有機氣溶膠會提升大氣 PM2.5濃度；含鹵素的VOCs進入平流層后會在紫外線照射下消耗臭氧，造成臭氧層空洞；VOCs可能引起皮膚刺激，被人體吸入后更是會導致多種疾病，甚至提高患癌癥的幾率。因此，對VOCs的防控和治理是十分重要的。

工業企業使用的有機溶劑、化學原料會在車間內揮發，經換氣系統排放到室外。排放VOCs會對環境造成嚴重危害，對空氣、水環境及水源可造成污染。目前國內外有多種方法處理車間內的VOCs，總結起來有：吸附技術、催化氧化技術、等離子體降解技術、生物降解技術、冷凝法。這些處理技術各有自己的優點和短板。例如生物降解技術，這種方法處理VOCs有較高的效率，也比較潔凈，但所需設備有極大的占地面積。冷凝技術處理高濃度有機廢氣時效果好，有利于氣體的回收利用，但存在能耗較高的問題。而吸附技術比較經濟，占地少，有利于氣體回收利用，但吸附效率隨吸附劑變化而變化。提升吸附技術效果的主要手段就是開發更高效更合適的吸附劑。目前常用的VOCs吸附劑是活性炭，但在涂裝與印刷行業中，有機廢氣往往含有較多的固體顆粒物。為了使吸附劑不被堵塞失效，往往需要提前進行水噴淋處理，這會提高有機廢氣的濕度。但活性炭在高濕度環境下的吸附效率并不理想。粉煤灰顆粒表面疏松多孔，比表面積大，且含有較多的活性氧化鋁、氧化硅，具有一定的吸附能力。未處理的粉煤灰吸附量不高，故需要對粉煤灰進行改性處理。

發明內容

針對目前工業有機廢氣處理的問題，尤其是沒有針對其有機廢氣特點提高吸附效率的問題，本發明提出了一種改性粉煤灰的制備方法。

一種能吸附VOCs的吸附劑的制備方法，采用粉煤灰作為吸附材料，所述方法包括：

電廠粉煤灰在850℃高溫爐中煅燒時間2h后過篩，取80目篩下物。

將質量分數為20％的鹽酸，按鹽酸體積粉煤灰質量為10∶1放入燒瓶中，在 80度水浴鍋中攪拌處理2h

待冷卻沉淀后，倒掉酸液，將處理后的粉煤灰用去離子水洗漆過濾多次至濾液pH值為7。將濾紙上的過濾物放在恒溫鼓風干燥箱中105°干燥12h，干燥后磨細至全部過80目篩。

分別將酸處理后的粉煤灰與氫氧化鈉溶液按照固液質量比1∶10混合均勻。

在微波溫度60度，微波功率600W的條件下進行15min的微波輻照。待冷卻沉淀后倒掉堿液，將混和堿處理后的粉煤灰用去離子水洗漆過濾多次至濾液的 pH值為中性。

將過濾物放在恒溫鼓風干燥箱中105°干燥12h，干燥后磨細備用。

本發明所用的酸堿改性、微波晶化操作能有效地增大粉煤灰顆粒的比表面積，擴大孔徑孔容，減小極性，可以有效提高粉煤灰的疏水性和吸附效率。

本發明的操作簡單、工序簡潔、成本低廉。所制得的改性粉煤灰吸附甲苯的效率高與目前常用的活性炭，穿透時間較長，效用持久。另外，本改性粉煤灰的耐熱性遠好于常規吸附劑，這使得本產品有比其他吸附劑更廣的應用范圍，也讓對VOCs的脫附、回收更為簡單。