[發(fā)明專利]一種用于吸附正己烷的改性HKUST-1抗硫吸附劑的制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112029106B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 宋夫交;許琦;岳仁亮;吳傲立;齊叢亮;嚴金龍;楊百忍;劉陽慶;曹燕
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J20/22;B01D53/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 殷星

本發(fā)明公開了一種用于吸附正己烷的改性HKUST?1抗硫吸附劑的制備方法及其應用。該吸附劑的制備方法為：按照比例配含有二甲基甲酰胺、乙醇和去離子水的混合溶液，加入一定比例的Cu(NO₃)₂·3H₂O、均苯三甲酸(H₃BTC)和有機胺，攪拌均勻后置于聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，在85℃下反應20 h后冷卻降溫，然后用DMF和乙醇對產物進行洗滌、離心，最后在120℃下真空干燥活化，得到的藍色產物即為胺修飾HKUST?1。本發(fā)明通過胺修飾將氨基引入HKUST?1的表面，在吸附分離正己烷廢氣時保護吸附劑的活性吸附位點Cu²⁺，避免吸附劑發(fā)生硫中毒而失活，提高材料的抗硫性能和穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于有機廢氣吸附分離技術領域，具體涉及一種用于吸附正己烷的改性HKUST-1抗硫吸附劑的制備方法及其應用。

背景技術

在過去幾十年里，隨著我國石化、醫(yī)藥、印染、噴漆以及制革等工業(yè)經濟的快速發(fā)展，在帶來巨大經濟利益的同時，也排出了大量有機廢氣，即揮發(fā)性有機物（VOC），對環(huán)境、人們的生活和身體健康帶來了嚴重的危害，因此，VOC廢氣治理迫在眉睫。

吸附法是一種有發(fā)展前景的治理技術，因為它能夠在減排的同時實現(xiàn)廢氣組分的回收利用。烷烴是VOC廢氣中常見的組分，正己烷是一個典型代表，具有良好的黏性，常作為制藥、制鞋、皮革等各類行業(yè)的有機溶劑，另外可作為萃取溶劑和制造聚合物的原料，將正己烷從廢氣中吸附分離進行回收具有一定的環(huán)境和經濟效益，吸附劑的制備是一個關鍵技術。

近十幾年來，金屬-有機骨架(MOFs)由于其巨大的比表面積和異常發(fā)達的孔結構在氣體吸附分離和儲存領域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。HKUST-1是一種以均苯三甲酸和硝酸銅為原料采用溶劑熱方法合成的典型的MOFs材料，具有多重吸附位點，其氣體吸附性能高于活性炭和分子篩等傳統(tǒng)吸附劑。HKUST-1是典型的微孔材料，根據孔徑尺寸的匹配，對正己烷等小分子VOC氣體具有較高的吸附量（0.65 cm³/g以上），對大分子氣體的吸附量較小，因此HKUST-1在吸附分離正己烷方面具有其他吸附劑無法比擬的優(yōu)勢。

醫(yī)藥和養(yǎng)殖等行業(yè)產生的含正己烷VOC廢氣中也常伴隨著SO₂氣體，與正己烷相比，SO₂的極性更強，偶極距更大，因而更容易吸附在HKUST-1中Cu²⁺等極性或堿性吸附位點上，形成難以脫附的亞硫酸鹽或者硫酸鹽，導致吸附劑發(fā)生中毒而失活。調研發(fā)現(xiàn)，在CO₂吸附領域，常用有機胺修飾的方法將氨基官能團引入多孔材料的表面，增加材料表面的堿性吸附位點，提高其CO₂吸附量和選擇性。

CN201510674326.7公開了一種胺修飾的纖維膜狀吸附材料及其制備方法。本發(fā)明以聚丙烯腈粉末為基質,采用固相接枝聚合和胺化反應制備液體基質,然后經過靜電紡絲制得新型纖維膜狀吸附材料。該制備方法簡單、胺化效率高,并能夠節(jié)約大量溶脹劑和胺化試劑,吸附材料具有高親水性表面,能夠應用于平板膜濾組件中,當水通過纖維膜時,表面基團可高效的吸附去除水中多種重金屬離子,且吸附飽和后的纖維膜經過脫附再生后可重復使用。

CN201610409244.4公開了一種秸稈基固態(tài)胺二氧化硫吸附劑及其制備和使用方法,包括以下內容：采用克拉克甲基化反應對聚乙烯胺進行改性，將其加入至甲醇溶液中溶解得到混合溶液；秸稈經洗滌、烘干、粉碎后加入到混合溶液中浸漬,干燥后即可制得到用于SO₂吸附的秸稈基固態(tài)胺。在使用吸附劑時,用水浸濕對SO₂氣體吸附操作。在N₂氣流和90～120℃下對吸附劑進行加熱再生。本發(fā)明稻草秸稈的應用開辟了一個全新途徑,同時將固態(tài)胺吸附劑應用到二氧化硫的處理過程,提高了秸稈價值,也為吸附凈化SO₂氣體提供了一種新的吸附劑,豐富了SO₂吸附劑的類型。

發(fā)明內容