[發明專利]一種用于吸附揮發性有機污染物的二氧化鈦沸石分子篩的制備方法

在審

• 申請號: 201911115793.0
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111013531A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王國振;馬俊利;趙鵬飛;侯樹原;張彬彬
• 申請（專利權）人: 石家莊漢創環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;C01G23/053;C01B39/02;B01D53/02
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本發明提供了一種用于吸附揮發性有機污染物的二氧化鈦沸石分子篩的制備方法。本方法制備的二氧化鈦可以是附著于沸石分子篩內表面和/或外表面。所述二氧化鈦有很多種晶相，本方法制備的二氧化鈦的晶相為金紅石相，此晶相的二氧化鈦吸附能力相對較強。本發明的制備方法獲得的二氧化鈦沸石分子篩合成成本較低、結晶度較高、比表面積較大、具有優異的分子擴散性能和穩定性、廉價無毒、不會產生二次污染，它不僅對酯類、酮類、苯系物等大分子，還對甲醇、乙醇等小分子具有高效的吸附能力，且制備方法簡單經濟，適合大規模的工業化推廣和應用。

技術領域

本發明涉及一種吸附劑的制備方法，具體涉二氧化鈦沸石分子篩的制備方法，用于吸附揮發性有機污染物。

背景技術

近年來，隨著工業發展和城市化進程的加快，大氣環境污染問題日益加劇，揮發性有機化合物（VOCs)引發的一系列嚴重的環境和人類健康問題受到全球的廣泛關注。一方面，排放到大氣中的VOCs會誘發霧霾等環境污染；另一方面， 長時間接觸一定劑量的VOCs可能會導致呼吸系統或造血系統疾病。

當前的處理VOCs的方法有很多種，主要有銷毀技術和回收技術，包括吸收技術、吸附技術、生物凈化技術、催化燃燒技術和等離子體凈化技術等。目前對于許多低濃度有機廢氣的治理，吸附法被認為是運行費用低、凈化效果好、能耗低、應用理想的工藝路線，在工業方面的應用也最廣。吸附法的關鍵就是吸附材料和吸附工藝的選擇，目前工業上應用最廣的兩種吸附劑為活性炭和沸石分子篩。與活性炭相比，沸石分子篩具有規則的孔道結構，具有選擇吸附特性。另外其熱穩定性高，具有高比表面積和孔體積。目前，沸石分子篩在揮發性有機物治理領域得到了廣泛的應用。沸石分子篩一般可以分為天然沸石和合成沸石兩種，但是因為天然沸石因為資源限制，目前大量采用合成沸石。但是目前沸石分子篩材料的工業應用仍存在以下問題：(1)單一的孔徑分布致使沸石分子篩僅對一定尺寸的分子VOCs具有吸附作用，不利于多組分VOCs的吸附；(2)沸石粒子間團聚問題也會降低吸附效率，提高污染物處理成本。（3）現有的材料僅適用于處理一些尺寸較大的分子，如酯類、酮類、苯系物，對于甲醇、乙醇這類小分子有機物吸附效率低下。（4）當前制作復合分子篩的工藝比較復雜，容易產生二次污染。

因此，迫切需要一種多功能、多種吸附功效且高效、經濟、無毒、廉價、穩定的吸附劑，以解決以上問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種對于甲醇、乙醇等小分子和酯類、酮類、苯系物等大分子均具有高效的吸附能力、結構簡單、廉價無毒且易于生產的揮發性有機污染物吸附劑及其制備方法，解決了現有技術中對上述小分子有機物處理效果不佳以及經濟性和兼容性差的問題。

為達到上述目的，本發明提供了如下一種二氧化鈦沸石分子篩的制備方法：

一種吸附劑，包括二氧化鈦和沸石分子篩，二氧化鈦附著于沸石分子篩上。所述二氧化鈦可以是附著于沸石分子篩的內表面和/或外表面。所述沸石分子篩的重量比約為10-90％，二氧化鈦重量比約為10-90％。進一步地，所述沸石分子篩的重量比優選為60-80％，所述二氧化鈦的重量比優選為20-40％。 以上所述的二氧化鈦和沸石分子篩的比例，一般與廢氣中低碳數有機物的比例相一致。本發明中，是在常規有機物為主體的情況下，處理其中含有的少量低碳數有機物，該吸附劑能充分發揮沸石分子篩和二氧化鈦各自的特點。如果沸石分子篩比例過高，相應地二氧化鈦的比例就會降低，使其對低碳數有機物的處理效果下降；而沸石分子篩比例過低，相應地二氧化鈦的比例就會增加，使其對常規有機廢氣的處理效果下降。另一方面，二氧化鈦要充分發揮作用，要借助沸石分子篩的一部分表面積，如果沸石分子篩表面完全被二氧化鈦占據，對常規有機廢氣的處理效果也會顯著下降。

本發明還提供一種所述吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

(1) 將鈦源、硅源、鋁源和乙醇溶于去離子水中，添加一定量的環氧丙烷作為螯合劑，充分攪拌，混合均勻形成凝膠；