CN106732342A - 一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备方法 - Google Patents

一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备方法。本发明以粘土质硅藻土为基体，通过原位加热回流法制得硅藻土‑疏水性纯硅沸石复合物。再以硅藻土‑疏水性纯硅沸石复合物为原料，加入一定量的纸浆和陶瓷纤维制成悬浮液，经过疏解分离以及添加助留剂后，利用抄纸机抄成纸板，再压制成平板型和瓦楞型的纸板，最后制成吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。该吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料具有特殊的多级孔道结构，比表面积大，能够有效地吸附有机污染物，且热稳定性好。该制备方法具有工艺简单，周期短，能耗低，所需的原材料少等优势。

Description

一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备 方法
技术领域：
本发明涉及挥发性有机污染物治理领域，具体涉及一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备方法。
背景技术：
挥发性有机污染物(VOCs)是指沸点在50～250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，按化学结构的不同可分为：烷类，芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他(邓睿等，材料导报，2014)，它们来源于以煤、石油、天然气为燃料或原料的工业以及其他相关的化学工业。大多数VOCs具有一定的刺激性和毒性，还会产生致癌、致畸、致突变的“三致”效应，对环境安全和人类生存产生极大的危害。
VOCs治理方法主要有吸附法、冷凝法、燃烧法、生物法和光催化降解法等。其中，吸附法由于工艺成熟，能耗低，去除效率高等特点，成为应用最广，最经济有效的VOCs治理方法。目前，市场上常用的吸附剂主要有活性炭和沸石分子筛等。活性炭适用于吸附各种有机物且价格低廉，但它的热稳定性低，孔道易阻塞，再生困难；而沸石分子筛的孔道规则可控，热稳定性高，且具有较大的比表面积和孔体积，在有机污染物的择形吸附和脱附再生方面具有优势。但是，沸石分子筛的孔结构单一，孔径分布范围较窄，使其只能吸附一定尺寸的小分子有机物，而对多组分，不同尺寸的有机污染物的吸附效果较差，这限制了它的实际工业应用。另外，市售的活性炭和沸石分子筛吸附剂多为粉末态或颗粒态。粉末态的吸附剂在VOCs吸附过程中易被气流扰动，还可能堵塞管道，并且也不易回收。而颗粒态的吸附剂堆积在吸附塔内，风阻较大，另外，在VOCs气流的冲击下，颗粒态的吸附剂也会发生相对运动，产生摩擦，使颗粒态的吸附剂粉化，同样会浪费材料。而制备具有多级孔道结构的蜂窝体吸附材料能够有效地解决以上问题。
硅藻土是一种由硅藻生物的遗骸(即硅藻壳体)经沉积堆积后所形成的矿产资源，其主要矿物组成为硅藻蛋白石，矿物学上属A型蛋白石(Opal-A)。硅藻土具有以大孔为主的大孔/介孔型孔结构，孔径分布范围广泛(50-800nm)，同时，硅藻土的骨架结构稳定，容重小，热稳定性高，可作为载体材料，广泛应用于石油化工、环境、食品、建筑等各个领域。中国发明专利《硅藻土的沸石化制备多级孔道结构沸石材料的方法》(专利号：1346795A)，以天然矿物硅藻土作为基体，通过水热反应，使沸石颗粒负载在硅藻土表面，从而制得具有多级孔道结构的硅藻土基沸石复合材料，但该复合材料对VOCs的吸附效果不佳，如对苯的吸附量仅4.6％，且水热反应的周期较长，能耗较高，同时，制备过程中需用乙二胺等有毒有害的有机试剂，可能二次污染环境。中国发明专利《一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制备方法》(专利号：102389773A)使用沸石分子筛为原料，制备了具有蜂窝结构的分子筛，且具有一定的VOCs的吸附性能，如吸附甲苯。但是它并未改变沸石分子筛吸附剂本身孔结构单一的缺点，同时，它在制备过程中所需的原材料种类较多(例如采用高岭石和凹凸棒石作为无机粘结剂)，制备工艺相对比较复杂。
发明内容：
本发明的目的在于克服常用的粉末态或颗粒态吸附剂易受气流扰动，风阻大，浪费材料以及沸石分子筛孔结构单一等缺点，提供一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料及其制备方法。本发明的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料具有独特的宏孔/大孔/微孔多级孔结构和高比表面积，对挥发性有机污染物，如苯、甲苯、环己烷和正己烷等具有较高的吸附容量，并且其宏孔/大孔/微孔多孔道结构有利于降低吸附装置的风阻，减少压降损失。
本发明的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料是通过以下方法制备的，包括以下步骤：
A、硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的制备：将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液充分混合，搅拌混合均匀反应，然后进行固液分离，再将所获得的固体加入到纯硅沸石合成液中混合均匀，于100-150℃条件下回流加热1-5天，冷却后固液分离，固体即为硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物；
B、吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的制备：
a、原料：按质量分数计，包括6-20％的陶瓷纤维、14-20％的纸浆和60-80％的硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物，将原料按照质量比5～10:100的比例加入到水中，然后用纸浆疏解机对悬浮液进行疏解分离；
b、将阴离子聚丙烯酰胺加入到疏解后的悬浮液中搅拌均匀，再加水将悬浮液稀释成硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的浓度为质量分数0.5～1.5％，然后抄成湿纸板，将湿纸板用模具分别压制成平板型纸板和瓦楞型纸板，烘干得到平板型纸板和瓦楞型纸板，将平板型纸板和瓦楞型纸板浸入硅溶胶中，然后把平板型纸板和瓦楞型纸板交替叠加压制成蜂窝状结构，得到含有机物的蜂窝体材料，含有机物的蜂窝体材料进行煅烧，以去除有机物并提高蜂窝体材料的强度，得到吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
所述的粘土质硅藻土，是指成分中粘土矿物(包括蒙脱石、高岭石等)质量百分比含量达10-20％的天然硅藻土，其中硅藻壳体的质量百分比含量大于70％，且使用前需通过提纯，以去除石英、铁矿物等杂质。
所述的步骤A中将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液充分混合是将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液按1g粘土质硅藻土：40mL表面改性剂溶液的比例混合，所述的表面改性剂溶液为质量分数0.5％的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液，所述的阴离子聚丙烯酰胺的加入量为原料质量的1％。
所述的步骤A中的纯硅沸石合成液，由四丙基氢氧化铵、正硅酸乙酯和水按物质的量之比10～25:15～30:450～500混合组成。
所述的步骤B中的煅烧，其煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为2-6小时。
本发明的优点和积极效果集中体现于以下几点：
1.本发明在制备硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物时以原位加热回流法取代水热合成法，在非高温高压条件下，同样能使硅藻土表面均匀负载一层疏水性纳米纯硅沸石颗粒，且工艺更加简单，制备周期也更短。
2.本发明使用的粘土质硅藻土含有一定量的蒙脱石、高岭石等粘土矿物，在制备多级孔道结构蜂窝体材料时，粘土质硅藻土中的蒙脱石、高岭石等可作为无机粘结剂，在抄纸、压制过程中有利于硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物与纸板之间的结合，使硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物不易脱落。此外，我国的硅藻土资源广泛，很多天然硅藻土原矿为粘土质硅藻土，即其中粘土矿物含量达到10％以上。通常，硅藻土在用于吸附和填料等领域时，需要用强酸溶解等方法去除粘土矿物等成分，只保留硅藻壳体组分。本发明则保留粘土质硅藻土中的粘土组分并加以利用，为我国该类型矿产资源的利用提供了一种新途径。
3.本发明制备的蜂窝体材料具有特殊的多级孔道结构，分别是瓦楞结构蜂窝体的宏孔(瓦楞型纸板的浪高1-3mm，浪宽1-2mm)、硅藻土中硅藻壳体的大孔(孔径分布集中于150nm和550nm)及沸石自身的微孔(0.58nm)孔道。这种多级孔道结构的蜂窝体材料能够吸附不同尺寸的有机物，有利于降低吸附装置的风阻和压降损失，提高有机物的吸附扩散性。
4.本发明制备的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料热稳定性高，比表面积(145.4m2/g)和孔体积(0.28cm3/g)大，对苯、甲苯、环己烷和正己烷等VOCs具有较高的吸附量(室温条件下，其对苯、甲苯、环己烷和正己烷的静态饱和吸附量分别可达到：73.5mg/g用于VOCs吸附的蜂窝体材料、65.1mg/g用于VOCs吸附的蜂窝体材料、71.4mg/g用于VOCs吸附的蜂窝体材料、102.3mg/g用于VOCs吸附的蜂窝体材料)。
5.此外，由于本发明所述的制备方法总体上工艺过程简单，易通过调节参数降低此方法的原材料消耗。例如，在制备硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物过程中使用的表面改性剂可进行重复利用。在离心分离得到表面改性的粘土质硅藻土后，其上清液成分仍为表面改性剂，可再次用于粘土质硅藻土的表面改性，以进一步降低成本。
综上所述，本发明以粘土质硅藻土为基体，通过原位加热回流法制得硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物。再以硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物为原料，加入一定量的纸浆和陶瓷纤维制成悬浮液，经过疏解分离以及添加助留剂后，利用抄纸机抄成纸板，再压制成平板型和瓦楞型的纸板，最后制成吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。该吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料具有特殊的多级孔道结构，比表面积大，能够有效地吸附有机污染物，且热稳定性好。该制备方法具有工艺简单，周期短，能耗低，所需的原材料少等优势。
附图说明：
图1为吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的蜂窝结构横截面示意图。
图2为本发明的实施例2制备的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的实物图(图2a)及其微结构的扫描电子显微镜图(图2b和图2c)。从图2b上可以看到，蜂窝体材料表面均匀地覆盖了一层硅藻壳体。从图2c(图2b的微结构放大图)上可以看到，图2b中观察到的硅藻壳体，其表面均匀负载了一层粒径约80nm的纯硅沸石颗粒；同时，硅藻壳体的大孔结构保持完好。
图3为本发明的实施例2制备的硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的大孔孔径分布图。从图中可以看出，硅藻土的大孔结构仍然保持完整(孔径分布集中于150nm和550nm)。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
1.硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的制备：取浙江嵊县的粘土质硅藻土15g，加入600mL质量分数为0.5％聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液，搅拌5分钟，待混合均匀后，静置10分钟。然后离心分离，得到表面改性的粘土质硅藻土。再将表面改性的粘土质硅藻土移入纯硅沸石合成液(纯硅沸石合成液由四丙基氢氧化铵、正硅酸乙酯和水按物质的量比为10:15:450(2:3:90)混合均匀后得到)中，100℃加热回流1天，冷却后固液分离，得到硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物。
2.多级孔道结构蜂窝体材料的制备：在室温条件下，将5g陶瓷纤维、5g纸浆、15g硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物以及500mL水加入到5L的玻璃烧杯中混合均匀制成悬浮液，用纤维疏解机疏解20分钟，再加入0.25g阴离子聚丙烯酰胺，再加水将悬浮液稀释成硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的质量分数为1％的悬浮液，然后抄克重为200g/m2的湿纸板，350kPa下压成平板型和瓦楞型的湿纸板，120℃烘30分钟，得到干燥的平板型纸板和瓦楞型纸板。把上述的平板型纸板和瓦楞型纸板浸入硅溶胶中20分钟，然后将平板型纸板和瓦楞型纸板交替叠加压制成蜂窝状结构，最后于马弗炉中600℃煅烧2h去除有机物，得到最终的具有多级孔道结构的蜂窝体材料，即为吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
根据BET法测得上述吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的比表面积为101.5m2/g，总孔体积为0.12cm3/g。
制得的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料对苯、甲苯、环己烷和正己烷的静态饱和吸附量分别为：67.4mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、60.2mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、71.4mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料和86.5mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
实施例2：
1.硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的制备：取浙江嵊县粘土质硅藻土15g，加入600mL质量分数为0.5％聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液，搅拌5分钟，待混合均匀后，静置15分钟。然后离心分离，得到表面改性的粘土质硅藻土。再将表面改性的粘土质硅藻土移入疏水性纯硅沸石合成液(纯硅沸石合成液由四丙基氢氧化铵、正硅酸乙酯和水按物质的量比为10:20:480(1:2:48)混合均匀后得到)中，120℃加热回流3天，冷却后固液分离，得到硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物。
2.多级孔道结构蜂窝体材料的制备：在室温条件下，将2g陶瓷纤维、4g纸浆、14g硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物以及200mL水加入到5L的玻璃烧杯中混合均匀制成悬浮液，用纤维疏解机疏解20分钟，再加入0.2g阴离子聚丙烯酰胺，再加水将悬浮液稀释成硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的质量分数为0.5％的悬浮液，然后抄克重为300g/m2的湿纸板，350kPa下压成平板型和瓦楞型的湿纸板，120℃烘30分钟，得到干燥的平面型纸板和瓦楞型纸板。把上述的平板型纸板和瓦楞型纸板浸入硅溶胶中20分钟，然后将平板型纸板和瓦楞型纸板交替叠加压制成蜂窝结构，最后于马弗炉中700℃煅烧4h去除有机物，得到最终的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
根据BET法测得吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的比表面积为145.4m2/g，总孔体积为0.28cm3/g。
制得的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料对苯、甲苯、环己烷和正己烷的静态饱和吸附量分别为：73.5mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、62.1mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、70.6mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料和102.3mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
图1是所制备的本实施例的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的蜂窝结构横截面示意图。
图2是本实施例的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的实物图(图2a)及其微结构的扫描电子显微镜图(图2b和图2c)。从图2b上可以看到，蜂窝体材料表面均匀地覆盖了一层硅藻壳体。从图2c(图2b的微结构放大图)上可以看到，图2b中观察到的硅藻壳体，其表面均匀负载了一层粒径约80nm的纯硅沸石颗粒；同时，硅藻壳体的大孔结构保持完好。
图3所制备的硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的大孔孔径分布图。从图中可以看出，硅藻土的大孔结构仍然保持完整(孔径分布集中于150nm和550nm)。
实施例3：
1.硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的制备：取广东湛江粘土质硅藻土15g，加入600mL质量分数为0.5％聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液，搅拌5分钟，待混合均匀后，静置10分钟。然后离心分离得到表面改性的粘土质硅藻土。再将表面改性的粘土质硅藻土移入疏水性纯硅沸石合成液(纯硅沸石合成液由四丙基氢氧化铵、正硅酸乙酯和水按物质的量比为25:30:500混合均匀后得到)中，150℃加热回流5天，冷却后固液分离，得到硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物。
2.多级孔道结构蜂窝体材料的制备：在室温条件下，将1.5g陶瓷纤维、3.5g纸浆、20g硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物以及500mL水加入到5L的玻璃烧杯中混合均匀制成悬浮液，用纤维疏解机疏解20分钟，再加入0.25g阴离子聚丙烯酰胺，再加水将悬浮液稀释成硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的质量分数为1.5％的悬浮液，然后抄克重为250g/m2的湿纸板，350kPa下压成平板型和瓦楞型的湿纸板，120℃烘30分钟，得到干燥的平面型纸板和瓦楞型纸板。把上述的平板型纸板和瓦楞型纸板浸入硅溶胶中20分钟，然后将平板型纸板和瓦楞型纸板交替叠加压制成蜂窝结构，最后于马弗炉中800℃煅烧6h去除有机物，得到最终的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
根据BET法测得吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的比表面积为127.8m2/g，总孔体积为0.18cm3/g。
制得的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料对苯、甲苯、环己烷和正己烷的静态饱和吸附量分别为：70.4mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、65.1mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料、68.2mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料和91.9mg/g吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。

Claims (5)

1.一种吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的制备：将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液充分混合，搅拌混合均匀反应，然后进行固液分离，再将所获得的固体加入到纯硅沸石合成液中混合均匀，于100-150℃条件下回流加热1-5天，冷却后固液分离，固体即为硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物；
B、吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料的制备：
a、原料：按质量分数计，包括6-20％的陶瓷纤维、14-20％的纸浆和60-80％的硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物，将原料按照质量比5～10:100的比例加入到水中，然后用纸浆疏解机对悬浮液进行疏解分离；
b、将阴离子聚丙烯酰胺加入到疏解后的悬浮液中搅拌均匀，再加水将悬浮液稀释成硅藻土-疏水性纯硅沸石复合物的浓度为质量分数0.5～1.5％，然后抄成湿纸板，将湿纸板用模具分别压制成平板型纸板和瓦楞型纸板，烘干得到平板型纸板和瓦楞型纸板，将平板型纸板和瓦楞型纸板浸入硅溶胶中，然后把平板型纸板和瓦楞型纸板交替叠加压制成蜂窝状结构，得到含有机物的蜂窝体材料，含有机物的蜂窝体材料进行煅烧，得到吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液充分混合是将粘土质硅藻土与表面改性剂溶液按1g粘土质硅藻土：40mL表面改性剂溶液的比例混合，所述的表面改性剂溶液为质量分数0.5％的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液，所述的阴离子聚丙烯酰胺的加入量为原料质量的1％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中的纯硅沸石合成液，由四丙基氢氧化铵、正硅酸乙酯和水按物质的量之比10～25:15～30:450～500混合组成。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中的煅烧，其煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为2-6小时。
5.一种按照权利要求1、2、3或4所述的制备方法制备得到的吸附挥发性有机物的多级孔道结构蜂窝体材料。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107583604A (zh) * 2017-11-02 2018-01-16 景德镇佳奕新材料有限公司 一种疏水性蜂窝状沸石材料及其制备方法和应用
CN108837664A (zh) * 2018-05-08 2018-11-20 净顶新材料科技无锡有限公司 一种新型高效VOCs吸附剂的制作方法
CN108951289A (zh) * 2018-06-20 2018-12-07 罗国球 一种植物延缓成熟老化材料的制作方法
CN109248652A (zh) * 2018-08-30 2019-01-22 中国科学院广州地球化学研究所 一种具有多级孔道结构的硅藻土/水铝英石复合材料及其制备方法
CN109289812A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 南京林业大学 一种基于木质纤维的纸基吸附剂的制备方法
CN109453738A (zh) * 2018-12-12 2019-03-12 江苏楚锐环保科技有限公司 疏水性沸石分子筛蜂窝体制造方法及其专用制造设备
CN110746652A (zh) * 2019-10-25 2020-02-04 安徽江淮汽车集团股份有限公司 聚烯烃voc改进填料的制备方法以及聚烯烃复合材料
TWI719575B (zh) * 2019-08-06 2021-02-21 馗鼎奈米科技股份有限公司 空氣淨化方法
CN113786830A (zh) * 2021-08-24 2021-12-14 万华化学(四川)有限公司 一种治理乙炔装置碳黑水解吸含炔烃废气的催化剂制备方法及应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102389773A (zh) * 2011-08-20 2012-03-28 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102389773A (zh) * 2011-08-20 2012-03-28 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEIWEI YUAN ET AL.,: "A hierarchically porous diatomite/silicalite-1 composite for benzene adsorption/desorption fabricated via a facile pre-modification in situ synthesis route", 《 CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107583604A (zh) * 2017-11-02 2018-01-16 景德镇佳奕新材料有限公司 一种疏水性蜂窝状沸石材料及其制备方法和应用
CN108837664A (zh) * 2018-05-08 2018-11-20 净顶新材料科技无锡有限公司 一种新型高效VOCs吸附剂的制作方法
CN108951289A (zh) * 2018-06-20 2018-12-07 罗国球 一种植物延缓成熟老化材料的制作方法
CN109248652A (zh) * 2018-08-30 2019-01-22 中国科学院广州地球化学研究所 一种具有多级孔道结构的硅藻土/水铝英石复合材料及其制备方法
CN109248652B (zh) * 2018-08-30 2020-04-07 中国科学院广州地球化学研究所 一种具有多级孔道结构的硅藻土/水铝英石复合材料及其制备方法
CN109289812A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 南京林业大学 一种基于木质纤维的纸基吸附剂的制备方法
CN109289812B (zh) * 2018-11-12 2021-03-23 南京林业大学 一种基于木质纤维的纸基吸附剂的制备方法
CN109453738A (zh) * 2018-12-12 2019-03-12 江苏楚锐环保科技有限公司 疏水性沸石分子筛蜂窝体制造方法及其专用制造设备
TWI719575B (zh) * 2019-08-06 2021-02-21 馗鼎奈米科技股份有限公司 空氣淨化方法
CN110746652A (zh) * 2019-10-25 2020-02-04 安徽江淮汽车集团股份有限公司 聚烯烃voc改进填料的制备方法以及聚烯烃复合材料
CN113786830A (zh) * 2021-08-24 2021-12-14 万华化学(四川)有限公司 一种治理乙炔装置碳黑水解吸含炔烃废气的催化剂制备方法及应用
CN113786830B (zh) * 2021-08-24 2023-08-15 万华化学(四川)有限公司 一种治理乙炔装置碳黑水解吸含炔烃废气的催化剂制备方法及应用

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