[發(fā)明專利]一種高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113101891B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 梁棟;周慧晴;張曉雨;孟慧琴;張瑞琴;史雍何
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 翟沖燕

1.一種高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑，其特征在于：以三聚氰胺鋯配合物與殼聚糖甲醛聚合物為前驅體，添加銅、鋅、鈰、錳金屬鹽溶液組分，然后加入磷酸，得到濕凝膠，將濕凝膠填充在模具上或者涂覆于空氣濾材上，經(jīng)真空冷凍干燥和熱解炭化，即為高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑。

2.制備權利要求1所述的高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑的方法，其特征在于：具體步驟如下：

（1）25 g三聚氰胺于1500-2000 mL蒸餾水中加熱至80-90℃溶解，加入提前用200 mL蒸餾水溶解的8-16 g氧氯化鋯和0 .8-1 .6 g金屬鹽溶液，800-1000 r/min攪拌生成微懸浮物，然后加入提前用1000 mL蒸餾水溶解10～15 g水溶性殼聚糖的溶液，靜置反應0 .5-1 h后加入16ml質量百分比濃度為37%的甲醛溶液，用85%濃磷酸調節(jié)體系pH值為2 .5-3，繼續(xù)反應6-10 h；過濾得到疏松濕凝膠，然后將濕凝膠填充于模具或涂覆于空氣濾材上， -18℃-0℃冷凍36-48h；

（2）步驟（1）中冷凍成型的凝膠真空冷凍干燥36-48h，然后再浸入質量百分比濃度10%磷酸的無水乙醇溶液中繼續(xù)靜置反應2-3天，二者固液比為1/20-1/10，回收模具或空氣濾材，用乙醇洗滌除去未反應磷酸，置于45-60℃真空干燥8-12 h，在氮氣保護中加熱到350-450℃熱解2-6 h，升溫速率為5-10℃/min，氣體流速10-15 mL/min，至獲得成型的黑褐色產(chǎn)品或相應的濾材。

3.根據(jù)權利要求2所述的制備高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑的方法，其特征在于：所述金屬鹽溶液為摩爾比為1:1的銅/鋅或鈰/錳的可溶性鹽溶液。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑的方法，其特征在于：所述模具為玻璃或坩堝器皿；所述空氣濾材為毛氈、紙質、化纖或碳纖維的空氣濾材。

5.權利要求1所述的高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑的應用，其特征在于：所述高氮碳基磷酸鋯氣體吸附劑在對NH₃、SO₂和H₂S的氣體污染物的吸附中的應用。

6.根據(jù)權利要求5所述的高氮碳基磷酸鋯廣譜性氣體吸附劑的應用，其特征在于：在溫度范圍25-55℃、濕度范圍20-50%、有機VOCs共存的情況下，對NH₃、SO₂和H₂S有害氣體表現(xiàn)出強吸附能力。