[發(fā)明專利]一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011260872.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112516959B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲令多;張傑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東榮創(chuàng)催化新材料有限公司;北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/18
• 分類號(hào): B01J20/18;B01D53/02;C01B39/24;C01B39/40;B01J20/30
• 代理公司: 青島恒昇眾力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37332
• 代理人: 田慧

本公開涉及一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑及其制備方法與應(yīng)用，采用適用于高濕度條件下VOCs吸附的全硅ZSM?5和高硅鋁比Y分子篩原粉(未高溫焙燒含模板劑)和硅溶膠按照7～1:1質(zhì)量比混合，在300～500℃條件下熱晶化，硅溶膠在分子篩模板劑作用下在分子篩周圍自組裝生長，形成無粘結(jié)劑的中空顆粒分子篩。所制備的中空顆粒分子篩不含粘結(jié)劑，強(qiáng)度高，具有高疏水性，高VOCs吸附容量和高溫穩(wěn)定性。采用此制備方法成型的分子篩吸附劑再生約5000次以上，結(jié)晶度下降到50％(吸附劑失效)，采用堿處理溶解失效分子篩吸附劑成硅溶膠。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于工業(yè)廢氣治理領(lǐng)域，具體涉及一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本公開的總體背景的一些理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

現(xiàn)有的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)吸附劑的缺點(diǎn)：例如，活性炭，由于來源廣泛且價(jià)格相對(duì)低廉，大比表面積，有機(jī)分子廣譜吸附性和豐富的微孔結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，活性炭是目前在工業(yè)廢氣處理中常見的吸附劑材料。此吸附材料的缺點(diǎn)是，活性炭再生困難，炭損耗率高，高溫易燃性和安全性差等。

硅膠，作為工業(yè)常見的多孔吸附劑之一，硅膠具有熱穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度高，表面富含孔道和官能團(tuán)且物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。此吸附材料的缺點(diǎn)是，硅膠對(duì)極性分子和不飽和烴類有機(jī)化合物具有明顯的選擇性吸附，在高濕度條件下吸附VOCs能力下降明顯且不具有VOCs廣譜吸附性；應(yīng)用硅膠作為吸附劑需要對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行除濕預(yù)處理，吸附裝置投資高。

沸石(分子篩)，具有不同孔徑籠狀結(jié)構(gòu)，種類繁多，可以選擇合適分子篩對(duì)有機(jī)物分子進(jìn)行選擇性吸附且高溫再生性要優(yōu)于活性炭。多省(市)生態(tài)環(huán)保部門出臺(tái)相關(guān)廢氣治理意見，推薦低濃度大氣量工業(yè)VOCs治理應(yīng)用沸石(分子篩)固定床或轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒/蓄熱燃燒技術(shù)替代活性炭吸附治理技術(shù)。此吸附材料的缺點(diǎn)，常規(guī)分子篩粉體對(duì)極性分子有明顯選擇性吸附，高濕度條件下VOCs吸附容量低；以含有機(jī)粘合劑包括田菁粉、羥丙基甲基纖維素和聚氧乙烯中的一種或幾種作為粘合劑和水玻璃、堿性硅溶膠或鋁溶膠成型的分子篩吸附劑如公開號(hào)CN105618159A，由于粘合劑存在VOCs吸附容量低且疏水性較差，吸附能力受水汽嚴(yán)重影響，而且高溫自再生吸附劑失效以后，分子篩吸附劑更換成本高且操作不方便。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上背景技術(shù)，本公開提出一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑及其制備方法與應(yīng)用以及VOCs吸附劑循環(huán)使用的方法。

具體的，本公開采用以下技術(shù)方案：

在本公開的第一個(gè)方面，提供一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

將含有模板劑的高硅分子篩粉和硅溶膠按照1～7:1質(zhì)量比混合，充分?jǐn)嚢瑁渲校吖璺肿雍Y粉為ZSM-5分子篩和Y分子篩中的至少一種；混合均勻物料進(jìn)行擠出成型，制成中空顆粒，然后進(jìn)行熱晶化，反應(yīng)溫度為300～500℃，晶化時(shí)間為5～24h；晶化結(jié)束后在550～750℃焙燒3～12h以去除模板劑，最終得到中空顆粒分子篩。

在本公開的第二個(gè)方面，提供一種采用第一個(gè)方面中所述的方法制備得到的可循環(huán)再生的VOCs吸附劑。

在本公開的第三個(gè)方面，提供所述可循環(huán)再生的VOCs吸附劑在吸附VOCs中的應(yīng)用。

在本公開的第四個(gè)方面，提供一種可循環(huán)再生的VOCs吸附劑循環(huán)使用的方法，該方法包括：

將再生失效后的所述VOCs吸附劑采用0.5～3mol/L無機(jī)堿進(jìn)行常溫溶解處理3～7h，固液比為1g：(10～20)mL，得到高純度硅溶膠；

以所述高純度硅溶膠和模板劑為原料，制備得到第一個(gè)方面中所述的含有模板劑的高硅分子篩粉。