[發明專利]一種脫除含硫揮發性有機物的Ag+負載多級孔道分子篩、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110821936.0
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113401918A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳瑤姬;朱廷鈺;王健;鄧麗萍;李先鋒;黃堅;徐文青;方華;張琪;孫浩;王義斐
• 申請（專利權）人: 浙江天地環保科技股份有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B01J20/18;B01D53/02;B01J20/30
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及一種脫除含硫揮發性有機物的Ag+負載多級孔道分子篩，為負載有Ag⁺的多級孔道分子篩，Ag+負載多級孔道分子篩同時具有介孔結構和微孔結構。本發明的有益效果是：本發明提供的脫除含硫VOCs的Ag⁺負載多級孔道分子篩中，Ag⁺可以與含硫VOCs形成Ag?S鍵，使原有物理吸附轉變為化學吸附，避免含硫VOCs被其他吸附質擠占吸附位點，極大的增強分子篩對于含硫VOCs的吸附能力；其次，該分子篩使用高硅USY(ultra?stable Y)分子篩作為骨架，通過堿處理改性使微孔分子篩內部形成介孔結構；本發明采用同時具有介孔結構和微孔結構的多級孔道分子篩，可以強化分子篩內傳質；并通過離子交換負載Ag⁺，增強分子篩對于含硫VOCs的吸附。

技術領域

本發明涉及環境污染物治理領域，具體涉及一種脫除含硫揮發性有機物(VOCs)的Ag⁺負載多級孔道分子篩、制備方法及其應用。

背景技術

VOCs廣泛存在于制藥、化工等行業，上述行業污水站生化處理過程中通常會產生惡臭的含硫VOCs，如硫醚、硫醇等，是PM2.5和近地表臭氧的重要源頭。同時，含硫VOCs臭氣閾值極低，如甲硫醚嗅閾值為0.003ppm，造成生產生活區域環境惡化。

VOCs控制技術主要包括以吸附、吸收、膜分離、冷凝等技術為代表的回收技術，以及燃燒(蓄熱、催化)、等離子體、光催化等為代表的銷毀技術。實際應用中，通常為各技術的組合形式，以滿足嚴格的排放標準要求。其中，以吸附結合后處理組合技術是最為常見的組合技術之一，通過吸附濃縮，可以將低濃度VOCs富集為高濃度VOCs，便于后續采用冷凝、燃燒等技術手段實現VOCs廢氣高效經濟治理。

目前常用的吸附劑包括活性炭、分子篩等，前者的優勢在于成本較低且微孔豐富，較大的比表面積使其具有較高VOCs吸附容量，但存在吸附后再生困難且易燃等問題；而分子篩以其與活性炭接近的VOCs吸附容量及較高的熱穩定性正逐漸替代活性炭，成為VOCs吸附濃縮技術的研究熱點。分子篩是一系列可篩選分子的硅鋁酸鹽材料，其基本骨架由SiO₄、AlO₄四面體和不同維數的孔道體系所構成，并通過氧原子結合而形成具有網狀結構的結晶，這使得分子篩內部形成了較大的空腔，可吸附并儲存大量分子。同時，分子篩結構上還有分子級、孔徑分布均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同類型分子篩孔徑范圍不同，可對吸附質有效地識別并篩分不同大小和形狀的分子。與活性炭相比，分子篩的吸附容量略小，但具有更高的熱穩定性，能在較高溫度下脫附再生(如絲光沸石分子篩在900℃下結構才會被破壞)，且分子篩脫附的能耗相對更低。現有吸附VOCs分子篩為微孔分子篩，介孔分子篩由于孔道尺寸大，吸附容量極低。

由于含硫VOCs通常僅為C₂或C₃分子，較小的分子尺寸不容易被吸附劑捕獲，無論是活性炭或分子篩用于含硫VOCs吸附存在吸附容量低且吸附位容易受其他VOCs擠占等問題。因此，制備具有較高含硫VOCs吸附容量的吸附劑，具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種脫除含硫揮發性有機物的Ag+負載多級孔道分子篩、制備方法及其應用。

這種脫除含硫揮發性有機物的Ag+負載多級孔道分子篩，為負載有Ag⁺的多級孔道分子篩，Ag+負載多級孔道分子篩同時具有介孔結構和微孔結構。

作為優選，Ag+負載多級孔道分子篩中Ag+與含硫揮發性有機物形成Ag-S鍵，使原有物理吸附轉變為化學吸附，避免含硫VOCs被其他吸附質擠占吸附位點，極大的增強分子篩對于含硫VOCs的吸附能力。

作為優選，Ag+負載多級孔道分子篩為同時具有介孔結構和微孔結構且負載有Ag⁺的USY分子篩，該分子篩骨架為USY分子篩。