CN109745957A - 一种聚二乙烯基苯成型体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚二乙烯基苯成型体及其制备方法和应用，所述聚二乙烯基苯成型体的制备方法包括以下步骤，S1：将胶粘剂与聚二乙烯基苯充分混合后，再向其中加入分散剂，充分混合后得到聚二乙烯基苯浆料；S2：将步骤S1中获得的聚二乙烯基苯浆料注入模具中，得到聚二乙烯基苯预成型体；S3：将步骤S2中的聚二乙烯基苯预成型体进行保温干燥得到聚二乙烯基苯成型体。上述制备方法制得的聚二乙烯基苯成型体，及聚二乙烯基苯成型体在在净化含挥发性有机物废气上的应用，与聚二乙烯基苯粉末相比，聚二乙烯基苯成型体具有较大的尺寸，方便在工程上应用，且无粉尘污染，在储存、运输、使用过程中极具优势，易于满足不同行业的用途。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机废气吸附净化技术领域，特别涉及一种聚二乙烯基苯成型体及其制备方法和应用。
背景技术
挥发性有机化合物(VOCs)已成为我国重点城市群和局部区域大气复合污染的主要原因之一，VOCs的排放使得大气环境污染日益加重，空气质量进一步恶化，不但危害到人们的正常生活，而且还威胁着人们的身心健康。挥发性有机化合物的废气治理是目前面临的重大环境问题之一，采用吸附分离技术不仅可以去除废气中的有害物质，还能回收其中的有用成分，因此，吸附技术也是目前工业VOCs治理的主流技术之一。
高分子聚合物材料的有机骨架为有机物的吸附提供了很高的选择性，而丰富的孔隙和大比表面积同样使之具有较大的吸附容量。聚二乙烯基苯吸附材料作为高分子聚合物材料的一种，用作VOCs吸附剂同样具有疏水性、高选择性、高吸附容量的优势，然而粉末聚二乙烯基苯的粒径为2-3μm使其在工程应用上则带来了不便，将其成型为蜂窝状、颗粒状才能便于应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚二乙烯基苯成型体的制备方法，与聚二乙烯基苯粉末相比，聚二乙烯基苯成型体具有较大的尺寸，较高的强度与堆积密度，且无粉尘污染，在储存、运输和使用过程中极具优势，易于满足不同行业的用途。
本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的聚二乙烯基苯成型体。
本发明的又一目的在于提供一种上述聚二乙烯基苯成型体在净化含挥发性有机物废气上的应用。
本发明的技术方案为：
一种聚二乙烯基苯成型体的制备方法，包括以下步骤：
S1：将胶粘剂与聚二乙烯基苯充分混合后，再向其中加入分散剂，充分混合后得到聚二乙烯基苯浆料；S2：将步骤S1中获得的聚二乙烯基苯浆料注入模具中，得到聚二乙烯基苯预成型体；
S3：将步骤S2中的聚二乙烯基苯预成型体进行保温干燥得到聚二乙烯基苯成型体。
利用胶粘剂与聚二乙烯基苯粉末的相互作用力，胶粘剂将聚二乙烯基苯粉末胶接，达到成型效果，分散剂溶解胶粘剂形成均一体系，聚二乙烯基苯粉末与上述体系充分接触，形成聚二乙烯基苯浆料，再注入模具中保温干燥得到聚二乙烯基苯成型体。
进一步，在步骤S1中，胶粘剂、聚二乙烯基苯和分散剂的重量份数比为1-2：1-4：6-15。
进一步，所述胶粘剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物。
进一步，所述分散剂为甲醇、乙醇和DMF中的一种或其中几种的混合物。
进一步，步骤S1中的聚二乙烯基苯为聚二乙烯基苯粉末，其平均孔径为2-3nm，比表面积为445-642m2/g，粒径为2-3μm。
进一步，所述模具为蜂窝状、球状、棒状或海绵状。
进一步，所述步骤S3中干燥温度为50-80℃，保温时长为8-24h。
采用上述制备方法制得的聚二乙烯基苯成型体，其尺寸为2-4×2-4×2-4mm，与聚二乙烯基苯粉末相比，聚二乙烯基苯成型体具有较大的尺寸，方便在工程上应用，且无粉尘污染，在储存、运输、使用过程中极具优势，易于满足不同行业的用途。
上述的聚二乙烯基苯成型体可以应用在对含挥发性有机物废气的净化上。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的制备方法制得的聚二乙烯基苯成型体，成型过程简单可控、条件宽松、成本低廉，成型后的聚二乙烯基苯是一种具有广泛应用前景的VOCs吸附剂，与活性炭、分子筛相比，对VOCs气体的选择性吸附能力大幅提高。
本发明的制备方法制得的聚二乙烯基苯成型体，与聚二乙烯基苯粉末相比，聚二乙烯基苯成型体具有较大的尺寸，方便在工程上应用，且无粉尘污染，在储存、运输、使用过程中极具优势，易于满足不同行业的用途。
附图说明
图1a和图1b为聚二乙烯基苯粉末的扫描电镜图。
图2为聚二乙烯基苯粉末氮气吸附与脱附等温线。
图3为实施例1中聚二乙烯基苯成型体对苯酚的动态吸附曲线图，其中C代表出口浓度，C0进口浓度。
图4为实施例2中聚二乙烯基苯成型体对苯酚的动态吸附曲线，其中C代表出口浓度，C0进口浓度。
图5为实施例3中聚二乙烯基苯成型体对苯酚的动态吸附曲线，其中C代表出口浓度，C0进口浓度。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1a和图1b所示，为聚二乙烯基苯粉末的扫描电镜图，根据这个扫描电镜图看出，聚二乙烯基苯为微球，粒径分布均匀；微球表面具有丰富的微孔结构，图2为聚二乙烯基苯粉末氮气吸附-脱附等温线，通过计算可知材料的BET比表面积为445-642m2/g。
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各1g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂乙醇6mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入尺寸为2×2×2mm的棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在60℃下干燥8h后得到尺寸为2×2×2mm棒状的聚二乙烯基苯成型体；如图3所示，取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附5天后穿透，其吸附量达到0.54g/g，约是活性炭吸附量的4倍。
实施例2
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各4g和1g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂乙醇12mL、甲醇3mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在80℃下干燥24h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。如图4所示，取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附10天后穿透，其吸附量达到1.08g/g，约是活性炭吸附量的8倍。
实施例3
分别称量聚二乙烯基苯粉末、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛的质量为2.5g、0.7g和0.3g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂DMF 9mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在80℃下干燥24h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。如图5所示，取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附7天后穿透，其吸附量达到0.76g/g，约是活性炭吸附量的6倍。
实施例4
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各1g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂DMF、乙醇各5mL和10mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在75℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附5天后穿透，其吸附量达到0.52g/g，约是活性炭吸附量的4倍。
实施例5
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各4g和1g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂乙醇6mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在65℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附10天后穿透，其吸附量达到1.10g/g，约是活性炭吸附量的8倍。
实施例6
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各4g和2g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂乙醇15mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在75℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附6天后穿透，其吸附量达到0.68g/g，约是活性炭吸附量的5倍。
实施例7
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯醇各1g和2g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂DMF 6mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在65℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附4天后穿透，其吸附量达到0.49g/g，约是活性炭吸附量的3倍。
实施例8
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯醇缩丁醛各1g和2g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂DMF 15mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在80℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附4天后穿透，其吸附量达到0.50g/g，约是活性炭吸附量的3倍。
实施例9
分别称量聚二乙烯基苯粉末和聚乙烯吡咯烷酮各2g和1g，在室温下充分搅拌混合，向混合粉末中加入分散剂甲醇3mL，搅拌混合至浆状，得到聚二乙烯基苯浆料，将聚二乙烯基苯浆料注入棒状模具，得到棒状的聚二乙烯基苯预成型体，将该棒状的聚二乙烯基苯预成型体在70℃下干燥8h后得到棒状的聚二乙烯基苯成型体。取0.5g聚二乙烯基苯成型体样品，在苯酚气体浓度为30ppm、流量为300mL/min下吸附6天后穿透，其吸附量达到0.66g/g，约是活性炭吸附量的5倍。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将胶粘剂与聚二乙烯基苯充分混合后，再向其中加入分散剂，充分混合后得到聚二乙烯基苯浆料；
S2：将步骤S1中获得的聚二乙烯基苯浆料注入模具中，得到聚二乙烯基苯预成型体；
S3：将步骤S2中的聚二乙烯基苯预成型体进行保温干燥得到聚二乙烯基苯成型体。
2.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，胶粘剂、聚二乙烯基苯和分散剂的重量份数比为1-2：1-4：6-15。
3.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，所述胶粘剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，所述分散剂为甲醇、乙醇和DMF中的一种或其中几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，步骤S1中的聚二乙烯基苯为聚二乙烯基苯粉末，其平均孔径为2-3nm，比表面积为445-642m2/g，粒径为2-3μm。
6.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，所述模具为蜂窝状、球状、棒状或海绵状。
7.根据权利要求1所述的聚二乙烯基苯成型体的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中干燥温度为50-80℃，保温时长为8-24h。
8.一种聚二乙烯基苯成型体，其特征在于，是由权利要求1-7任一所述的制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的聚二乙烯基苯成型体，其特征在于，所述聚二乙烯基苯成型体的尺寸为2-4×2-4×2-4mm。
10.一种权利要求8所述的聚二乙烯基苯成型体在净化含挥发性有机物废气上的应用。
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