[發明專利]一種高效處理卷煙中VOC分子篩的制備工藝

在審

• 申請號: 202011241482.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112403226A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 劉純習;劉寶剛
• 申請（專利權）人: 天長市潤源催化劑有限公司
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 何新平

本發明涉及一種高效處理卷煙中VOC分子篩的制備工藝，采用TPABr和聚(丙烯酰胺?二甲基二烯丙基氯化銨)作為模板劑，制備出了具備微孔和介孔的多級孔高硅鋁比ZSM?5分子篩，由于具有多級孔道結構，可以吸附不同分子大小的揮發性有機物；并且引入了金屬元素鋅和銅，金屬活性組分可以增大對極性分子的吸附能力。經測試，采用本發明方法制備的ZSM?5分子篩同時對于卷煙中常見的VOCs1，3?丁二烯、異戊二烯、丙烯腈和甲苯，可用于高效處理卷煙煙氣中的VOC含量。

技術領域

本發明屬于分子篩領域，特別涉及一種高效處理卷煙中VOC分子篩的制備工藝。

背景技術

卷煙的煙氣中揮發性有機物(VOCs)含有多種有害物質。隨著生活水平和生活質量的不斷提高，對于吸煙安全性和環境保護的意識越來越強。卷煙煙氣是卷煙在燃燒、蒸餾和裂解過程中產生的由幾千種復雜化合物構成的膠粒相和氣相類化合物,包括多環芳烴、酚類、芳香胺、氮氧化物等致畸、致癌、致突變類物質。其中煙氣中含量較高的VOCs主要包括1，3-丁二烯、異戊二烯、丙烯腈、檸檬烯、間二甲苯、苯、甲苯等。

對于揮發性有機物，主要采用吸附凈化技術，分子篩具有獨特的孔道結構、良好的熱穩定性、耐高溫，并且比表面積和有機物吸附容量大，對于低濃度的有機廢氣甚至大于活性炭。目前分子篩多用于石油、化工等催化領域，對于VOCs的吸附研究較少，對于多種揮發性有機物都具有較高吸附性能的分子篩研究甚少。

可變的硅鋁比，是常見的吸附材料，并且可以通過金屬改性可以提高其催化性能，實現吸附和催化共同作用，進一步提高對VOCs的凈化作用。現有技術中有利用分子篩去除VOC，然而主要集中在甲醛、甲苯等的吸附，對于醇類、酯類等VOCs吸附研究較少，目前還沒有同時能夠吸附兩種甚至多種VOCs的分子篩。

ZSM-5分子篩具有獨特的三位孔道結構，內部的孔道可以成分有效的吸附位點，并且由于其具有良好的疏水性，是作為VOCs吸附材料的良好選擇。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種高效處理卷煙中VOC分子篩的制備工藝。通過采用TPABr和聚(丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨)作為模板劑制備出具備微孔、介孔的多級孔結構，同時負載金屬，提高其對揮發性有機物的吸附性能，特別針對卷煙中常見的VOCs1，3-丁二烯、異戊二烯、丙烯腈和甲苯的吸附。

本發明提供以下技術方案：

一種高效處理卷煙中VOC分子篩的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將硅源分解在氫氧化鈉溶液中，攪拌20-30min，加入模板劑四丙基溴化銨TPABr和聚(丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨)P(AM-DMDAAC)，繼續攪拌1-5h；

(2)在攪拌狀態下，加入鋁源，常溫下磁力攪拌2-8h，得到凝膠；

(3)轉移至帶有聚四氟乙烯內襯的反應釜中于150-250℃水熱晶化8-36h；

(4)將固體分離，用去離子水和無水乙醇洗滌3-5次；

(5)烘干，焙燒得到中間產物；

(6)將中間產物浸入到硝酸鋅和硝酸銅的混合溶液中，浸漬6-8h；

(7)烘干，焙燒得到產物。

鋁源優選為硫酸鋁、偏鋁酸鈉、異丙醇鋁中的至少一種；

硅源優選為水玻璃、白炭黑、硅溶膠中的至少一種；

步驟(5)中焙燒的條件為400-600℃，1-5h；

步驟(7)中焙燒的條件為500-650℃，2-6h；