[發(fā)明專利]一種多晶高硅蜂窩分子篩吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111582098.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN114225907A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃招
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西艾斯新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02;B01D53/64
• 代理公司: 南昌賢達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36136
• 代理人: 董艷

本發(fā)明涉及吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶高硅蜂窩分子篩吸附劑及其制備方法。其中，制備方法包括：S1、將高硅復(fù)合分子篩原粉、粘結(jié)劑混合制成泥料，然后壓制成型得到坯體；S2、將坯體微波干燥，然后置于650～900℃下燒制1～3h，得到所述吸附劑。制備方法操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，適合推廣應(yīng)用。本發(fā)明所得吸附劑產(chǎn)品微孔豐富，對(duì)VOC有機(jī)廢氣具有良好的吸附作用，不但能耐高溫，而且具有良好的疏水性能和強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)；成本低，安全可靠，清潔環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶高硅蜂窩分子篩吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有VOC有機(jī)廢氣的吸附處理，基本上都是采用蜂窩活性炭作為吸附劑，而蜂窩活性炭產(chǎn)品的主要成分為碳(C)元素，其吸附效率一般可以滿足工況要求，吸附轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到95％以上。但在其吸附飽和后的脫附過(guò)程中，由于部分有機(jī)廢氣分子要在150-170℃甚至更高的溫度條件下才最活躍，即在該條件下才能脫附，而活性炭產(chǎn)品在脫附溫度超過(guò)120℃時(shí)，往往容易產(chǎn)生自燃，從而引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。所以用蜂窩活性炭作為吸附劑時(shí)，目前國(guó)內(nèi)大部分的設(shè)備為了安全起見都基本上是在120℃以下的溫度條件下進(jìn)行脫附處理，從而導(dǎo)致脫附不干凈的問(wèn)題，吸附效率也隨之大打折扣。同時(shí)也正因?yàn)闊o(wú)法高溫脫附，所以在對(duì)蜂窩活性炭進(jìn)行報(bào)廢處理時(shí)，由于其產(chǎn)品內(nèi)部還殘留部分有機(jī)廢氣成分，所以不得不被列為危廢處理，其處理成本也相當(dāng)昂貴。

針對(duì)蜂窩活性炭的以上不足，目前市面上有人研制出了蜂窩沸石分子篩作為替代品，即將活性炭材料改為沸石分子篩材料，以充分利用沸石分子篩的多孔性，吸附性強(qiáng)且耐高溫的特性來(lái)避開活性炭的不足。但在投入使用的過(guò)程中又出現(xiàn)了新的問(wèn)題，即一般的VOC有機(jī)廢氣成分中都含有部分水份，而普通沸石分子篩材料在遇水后會(huì)產(chǎn)生吸附放熱反應(yīng)，使吸附箱整體溫度急劇升高，一般會(huì)達(dá)到70℃左右，從而會(huì)導(dǎo)致吸附效率急劇下降(在常溫條件下，普通沸石分子篩材料的吸附效率與溫度成反比)，并且在產(chǎn)生吸附放熱反應(yīng)同時(shí)，由于遇水溫度升高，很容易導(dǎo)致沸石蜂窩分子篩產(chǎn)品體積膨脹后而開裂甚至粉化，從而嚴(yán)重影響使用效果和壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足其中之一，提供一種多晶高硅蜂窩分子篩吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明目的基于以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明目的第一個(gè)方面，提供了一種多晶高硅蜂窩分子篩吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將高硅復(fù)合分子篩原粉、粘結(jié)劑混合制成泥料，然后壓制成型得到坯體；所述高硅復(fù)合分子篩原粉包括ZSM-5分子篩、HZSM-5分子篩、ZSM-11分子篩、13X分子篩、Y分子篩、β分子篩中的一種或多種，且硅鋁比≥400:1；

S2、將坯體微波干燥，然后置于650～900℃下燒制1～3h，得到所述吸附劑。

本發(fā)明采用多晶高硅分子篩為主要原材料，利用其良好的吸附性與疏水性，使產(chǎn)品性能充分滿足VOC有機(jī)廢氣吸附處理的工況需求。采用粘結(jié)劑與高硅復(fù)合分子篩原粉混合制泥，在不影響產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上增加泥料的粘性(有利于成型)，也確保了坯體的強(qiáng)度，同時(shí)燒制出來(lái)的產(chǎn)品強(qiáng)度也得到了大幅度的提高，確保了產(chǎn)品在使用時(shí)不容易開裂與粉化，從而大大提高了產(chǎn)品的使用壽命。本發(fā)明所得產(chǎn)品微孔豐富，對(duì)VOC有機(jī)廢氣具有良好的吸附作用，由于主要成分采用多晶高硅復(fù)合分子篩材料，不但能耐高溫(耐溫度達(dá)800℃)，而且具有良好的疏水性能和強(qiáng)度。本發(fā)明不但克服了蜂窩活性炭的不安全性與吸附效率低的缺點(diǎn)；同時(shí)也克服了普通蜂窩沸石分子篩強(qiáng)度低，吸水放熱從而影響吸附效果與使用壽命的缺點(diǎn)。

優(yōu)選地，步驟S1中所述粘結(jié)劑包括硅溶膠、鋁溶膠、SiO₂-Al₂O₃復(fù)合溶膠、水玻璃、磷酸、三聚磷酸鈉溶液、六偏磷酸鈉溶液、磷酸二氫鋁溶液、植物膠中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述硅溶膠、鋁溶膠、SiO₂-Al₂O₃復(fù)合溶膠的平均粒徑為100～600nm。