CN110102254A - 一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，通过水热晶化法制备得到纳米级钛硅；将所述纳米级钛硅与粘结剂混合形成混合物后，加水搅拌并挤压成条，然后烘干，得到成型的钛硅分子筛；将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换，得金属负载分子筛；对所述金属负载分子筛进行水洗和烘干处理后，再进行焙烧活化，制得高效吸附VOCs的吸附剂。本发明通过水热晶化法制备纳米级钛硅材料，再将纳米级钛硅材料与粘结剂混合后成型为分子筛，然后再制备成负载有过渡金属的吸附剂，改善了吸附剂对有机物的吸附能力，并延长了吸附的使用寿命。

Description

一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及空气污染防治技术领域，特别涉及吸附剂制备技术领域，具体涉及一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展，空气污染程度越来越严重。特别是在人流密集的场所，空气中往往弥散着胺类、酯类、巯基类、杂环类等多种有机物分子，当空气中这些有机分子浓度高达一定程度时，会产生让人难受的气味，这些弥散在空气中的有机分子严重影响了空气质量和人体的健康。有些化工厂也大量排放着各种污染气体，其中也包含了大量的有害有机分子，因此去除空气中的有害有机分子也是污染防治的一个重要发展方向。
挥发性有机化合物(volatile organic compounds，简称VOCs)时空气污染物中最常见的组分，其处理方式通常是采用吸附剂进行吸附，但是现有吸附剂在使用性能上还有待进一步改善。例如，有研究提出一种沸石粉吸附剂的制作方法，首先将沸石用超细磨粉机粉碎至细度325目以上；将粉碎出来的沸石粉按照100克沸石粉对应200毫升水的比例放入自制的搅拌装置中；加入一定配比的水，特殊淀粉，硫酸铜，碳酸氢钠和方解石后加热烘干后得到沸石粉吸附剂。该吸附剂比面积大，虽然能够有效吸附空气中的分子，但是该吸附剂无选择性吸附功能，而且容易吸附空气中绝大部分的分子，从而过快的达到饱和状态，失去吸附能力。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，旨在改善吸附剂的吸附性能。
为实现上述目的，本发明提出一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，通过水热晶化法制备得到纳米级钛硅；
步骤S20、将所述纳米级钛硅与粘结剂混合形成混合物后，加水搅拌并挤压成条，然后烘干，得到成型的钛硅分子筛；
步骤S30、将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换，得金属负载分子筛；
步骤S40、对所述金属负载分子筛进行水洗和烘干处理后，再进行焙烧活化，制得高效吸附VOCs的吸附剂。
可选地，步骤S10包括：
步骤S11、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，加热水解后过滤并收集滤液；
步骤S12、对所述滤液进行超声处理，然后加入氨水调节pH值至9～12，得到碱性溶液；
步骤S13、将所述碱性溶液进行预晶化后，加入有机碱，然后于165～190℃温度下晶化16～42h，得产物溶液；
步骤S14、对所述产物溶液进行过滤、洗涤和干燥，得纳米级钛硅。
可选地，步骤S10中：所述四烷基硅酸酯中的Si、所述四氯化钛中的Ti、所述模板剂与水的摩尔比为1：(0.08～0.40)：(0.02～0.3)：(5～100)。
可选地，步骤S11中：所述加热水解时的水解温度为50～80℃、水解时间为0.5～1h；和/或，
步骤S13中：所述预晶化时的预晶化温度为100～150℃、预晶化时间为1～5h。
可选地，步骤S10中：所述有机碱与所述四烷基硅酸酯中的Si的摩尔比为(0.05～0.3)：1。
可选地，步骤S10中：所述模板剂包括四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四丙基溴化铵、二乙胺、尿素中的至少一种。
可选地，步骤S20中：所述粘结剂包括氧化铝、二氧化硅和粘土；和/或，所述粘结剂的质量占所述混合物质量的10～25％。
可选地，步骤S30中：所述过渡金属的硝酸盐溶液包括硝酸铜、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、硝酸锰中的任意一种，且所述硝酸盐溶液中硝酸盐的质量浓度为20～100g/L。
可选地，步骤S30中：将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换的离子交换次数为3～4次，且每次离子交换时间为1.5～2.5h。
可选地，步骤S40中：所述焙烧活化时的焙烧温度为300～500℃、焙烧时间为3～8h。
本发明提供的技术方案中，通过水热晶化法制备纳米级钛硅材料，再将纳米级钛硅材料与粘结剂混加水混合挤压成型分子筛，该分子筛不仅比面积高达500～700m2/g，容易吸附空气中有机分子，而且纳米级硅钛材分子筛本身硅骨架内形成特殊的Ti-O-Si键，形成一种具有优良催化氧化活性的催化剂，通过光照条件催化分解被吸附的有机分子；另外，本发明将分子筛放入硝酸盐溶液中与过渡族金属阳离子进行交换若干次后，得到的金属负载分子筛由于过渡族金属离子和纳米级钛硅在催化分解有机分子的效果上有着协同作用，可以快速的催化分解被吸附的有机分子，从而使该吸附剂不易达到饱和状态，使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法的一实施例的流程示意图；
图2为图1中步骤S10的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
挥发性有机化合物(volatile organic compounds，简称VOCs)时空气污染物中最常见的组分，其处理方式通常是采用吸附剂进行吸附，例如沸石粉吸附剂等，该吸附剂比面积大，虽然能够有效吸附空气中的分子，但是该吸附剂无选择性吸附功能，而且容易吸附空气中绝大部分的分子，从而过快的达到饱和状态，失去吸附能力。
鉴于此，本发明提出一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，旨在提高吸附剂对有机分子额吸附能力，且使吸附剂在使用过程中不易达到饱和状态，从而延长吸附剂的使用寿命，图1所示为本发明提供的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法的一实施例。请参阅图1，在本实施例中，所述高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，通过水热晶化法制备得到纳米级钛硅；
在本实施例中，请进一步参阅图2，采用水热晶化法制备得到所述纳米级钛硅的步骤具体包括：
步骤S11、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，加热水解后过滤并收集滤液；
步骤S12、对所述滤液进行超声处理，然后加入氨水调节pH值至9～12，得到碱性溶液；
步骤S13、将所述碱性溶液进行预晶化后，加入有机碱，然后于165～190℃温度下晶化16～42h，得产物溶液；
步骤S14、对所述产物溶液进行过滤、洗涤和干燥，得纳米级钛硅。
将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，加热水解后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理10～30min，然后通过氨水对超声后的溶液的pH值进行调节，调节至pH值至9～12后，对溶液进行预晶化得到预晶化液，再向所述预晶化液中加入一定量的有机碱，添加完毕后将溶液转移到水热合成釜中，于165～190℃温度下晶化16～42h，反应完毕后取出产物溶液进行过滤、洗涤和干燥处理，得到纳米级钛硅。
在本实施例中通过水热晶化法制备所述纳米级钛硅的过程中，所选用的原材料之间的比例优选为：所述四烷基硅酸酯中的Si、所述四氯化钛中的Ti、所述模板剂与水的摩尔比为1：(0.08～0.40)：(0.02～0.3)：(5～100)；所述多元醇用以为水热晶化过程提供适宜的反应环境，促进反应原料中极性物质的快速溶解，其添加量不做具体限定，且在具体选用时，可选用例如乙二醇、甘油、季戊四醇或1,4-丁二醇等多元醇中的任意一种。
进一步地，在步骤S11中，所述加热水解只需要通过对添加有反应原料的水溶液进行加热，使反应原料充分溶解于水中即可，其具体的加热温度和加热时间可视原料的溶解情况而定，在本实施例中优选为所述加热水解时的水解温度为50～80℃、水解时间为0.5～1h。
在所述水热晶化法中，先对溶液进行预晶化处理，得到形成有一定量晶核的预晶化液，然后对所述预晶化液进行进一步的晶化处理，有利于加快晶化速率，减小晶粒粒径，在本实施例中，所述预晶化的条件优选为：预晶化温度为100～150℃、预晶化时间为1～5h。
有机碱的定义十分广泛，一般情况下可以是指分子中含有氨基的有机化合物，例如胺类化合物；而按照广义的酸碱理论来说，又有很多物质属于有机碱，包括醇的碱金属盐类，例如甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾等；烷基金属锂化合物，例如丁基锂、苯基锂等；胺基锂化合物，例如二异丙基胺基锂(LDA)、六甲基二硅胺基锂(LiHMDS)等。在本实施例中，所述有机碱用于对纳米级钛硅分子筛进行改性，以提高纳米级钛硅分子筛的活性、热稳定性以及对VOCs吸附的循环使用次数，优选为醇的碱金属盐类，包括甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾和丁基锂中的任意一种，更优选为甲醇钠；进一步地，所述有机碱的添加量为：所述有机碱与所述四烷基硅酸酯中的Si的摩尔比为(0.05～0.3)：1。
通常情况下，所述纳米级钛硅在制备过程中需要较长的时间进行晶核诱导，而通过加入模板剂则有助于减少晶核诱导的时间，所述模板剂通常为有机物，在具体选用时可选择四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四丙基溴化铵、二乙胺、尿素中的至少一种，既可以是上述物质中的任意一种，也可以是上述物质中的两种或两种以上的混合物，在本实施例中更优选为上述物质中的任意一种。
步骤S20、将所述纳米级钛硅与粘结剂混合形成混合物后，加水搅拌并挤压成条，然后烘干，得到成型的钛硅分子筛；
在通过水热晶化法制得所述纳米级钛硅后，将所述纳米级钛硅与适量的粘结剂混合，然后将混合物放入到例如搅拌器等搅拌装置中，加水搅拌均匀，再挤压成条后烘干，即得到成型的钛硅分子筛，该钛硅分子筛不仅容易吸附空气中的有机分子，而且由于其本身骨架内形成有特殊的Ti-O-Si键，形成了一种具有优良催化氧化活性的催化剂，在光照条件下能够催化分解被吸附的有机分子。所述粘合剂的作用是用于将所述纳米级钛硅粘合，从而成型为分子筛，较佳地，在本实施例中，所述粘结剂包括氧化铝、二氧化硅和粘土，且更优选为所述氧化铝、二氧化硅和粘土的质量比为1：(1～3)：(1～3)。进一步地，所述粘结剂在使用时，应该在实现有效粘合的前提下，尽量减少所述粘合剂的用量，以避免影响所述钛硅分子筛的吸附性能，在本实施例中，所述粘合剂的用量优选为：所述粘结剂的质量占所述混合物质量的10～25％。
步骤S30、将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换，得金属负载分子筛；
在制得所述钛硅分子筛后，将所述钛硅分子筛放入含有过渡金属的硝酸盐溶液中，使所述钛硅分子筛与过渡族金属阳离子进行交换若干次后，得到金属负载分子筛，所述金属负载分子筛中由于过渡族金属离子和纳米级钛硅在催化分解有机分子的效果上有着协同作用，可以快速的催化分解被吸附的有机分子，从而使最终制得的吸附剂在使用过程中不易达到饱和状态，延长了吸附剂的使用寿命。进一步地，所述硝酸盐溶液在选择时，可选用硝酸铜、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、硝酸锰中的任意一种，且所述硝酸盐溶液中硝酸盐的质量浓度为20～100g/L。
将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换的目的是使过渡族金属离子负载于所述钛硅分子筛上，为保证所述硝酸银溶液中的过渡金属离子完被充分载于所述钛硅分子筛上，优选为进行多次离子交换，较佳地，在本实施例中，进行离子交换的次数为3～4次，且每次离子交换的时间为1.5～2.5h。
步骤S40、对所述金属负载分子筛进行水洗和烘干处理后，再进行焙烧活化，制得高效吸附VOCs的吸附剂。
通过离子交换制得所述负载金属分子筛后，采用去离子水对所述负载金属分子筛进行清洗，去除杂质后充分烘干，再将烘干后的金属负载分子筛放置到例如电炉、高温炉等可加热的设备中进行焙烧活化，活化完成后冷却至室温，即成功制得所述高效吸附VOCs的吸附剂。进一步地，在本实施例中，所述焙烧活化时的焙烧温度为300～500℃、焙烧时间为3～8h，在此焙烧条件下进行活化处理后，所得到的吸附剂能有效吸附VOCs，且能将被吸附的有机分子催化分解，延长吸附剂的使用寿命。
本发明提供的技术方案中，通过水热晶化法制备纳米级钛硅材料，再将纳米级钛硅材料与粘结剂混加水混合挤压成型分子筛，该分子筛不仅比面积高达500～700m2/g，容易吸附空气中的有机分子，而且纳米级硅钛材分子筛本身硅骨架内形成特殊的Ti-O-Si键，形成一种具有优良催化氧化活性的催化剂，通过光照条件催化分解被吸附的有机分子；另外，本发明将分子筛放入硝酸盐溶液中与过渡族金属阳离子进行交换若干次后，得到的金属负载分子筛由于过渡族金属离子和纳米级钛硅在催化分解有机分子的效果上有着协同作用，可以快速的催化分解被吸附的有机分子，从而使该吸附剂不易达到饱和状态，使用寿命长。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)取四烷基硅酸酯100g、四氯化钛50g、模板剂60g(四乙基氢氧化铵)和乙二醇10g放入2000g的水中，加热至60℃水解1h后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理30min，用氨水调节超声处理后的溶液的pH值至12，然后将溶液进行加热至120℃预晶化3h，得到预晶化液，并向该预晶化液中加入40g甲醇钠，最后将溶液转移至水热合成釜中，于190℃下晶化42h，取出后经过滤、洗涤、干燥后得到纳米级钛硅，备用；
(2)取步骤(1)中制得的纳米级钛硅75g和粘结剂25g混合(其中氧化铝5g、二氧化硅10g和粘土10g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的钛硅分子筛；
(3)将钛硅分子筛浸渍于质量浓度为100g/L的硝酸铁溶液中进行离子交换4次，每次离子交换2h，得金属负载分子筛；
(4)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在500℃焙烧活化8h，即得到高效吸附VOCs的吸附剂。
实施例2
(1)取四烷基硅酸酯100g、四氯化钛50g、模板剂60g(四丙基氢氧化铵)和甘油10g放入2000g的水中，加热至70℃水解0.9h后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理25min，用氨水调节超声处理后的溶液的pH值至10，然后将溶液进行加热至130℃预晶化4h，得到预晶化液，并向该预晶化液中加入40g乙醇钾，最后将溶液转移至水热合成釜中，于170℃下晶化3h，取出后经过滤、洗涤、干燥后得到纳米级钛硅，备用；
(2)取步骤(1)中制得的纳米级钛硅85g和粘结剂15g混合(其中氧化铝3g、二氧化硅6g和粘土6g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的钛硅分子筛；
(3)将钛硅分子筛浸渍于质量浓度为20g/L的硝酸铜溶液中进行离子交换3次，每次离子交换1.5h，得金属负载分子筛；
(4)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在400℃焙烧活化6h，即得到高效吸附VOCs的吸附剂。
实施例3
(1)取四烷基硅酸酯100g、四氯化钛50g、模板剂60g(四丁基氢氧化铵)和季戊四醇10g放入2000g的水中，加热至80℃水解0.8h后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理20min，用氨水调节超声处理后的溶液的pH值至11，然后将溶液进行加热至150℃预晶化5h，得到预晶化液，并向该预晶化液中加入40g叔丁醇钾，最后将溶液转移至水热合成釜中，于180℃下晶化24h，取出后经过滤、洗涤、干燥后得到纳米级钛硅，备用；
(2)取步骤(1)中制得的纳米级钛硅75g和粘结剂10g混合(其中氧化铝2g、二氧化硅4g和粘土4g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的钛硅分子筛；
(3)将钛硅分子筛浸渍于质量浓度为40g/L的硝酸钴溶液中进行离子交换3次，每次离子交换2h，得金属负载分子筛；
(4)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在350℃焙烧活化5h，即得到高效吸附VOCs的吸附剂。
实施例4
(1)取四烷基硅酸酯100g、四氯化钛50g、模板剂60g(四丙基溴化铵)和1,4-丁二醇10g放入2000g的水中，加热至55℃水解0.6h后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理15min，用氨水调节超声处理后的溶液的pH值至12，然后将溶液进行加热至110℃预晶化2h，得到预晶化液，并向该预晶化液中加入40g丁基锂，最后将溶液转移至水热合成釜中，于175℃下晶化20h，取出后经过滤、洗涤、干燥后得到纳米级钛硅，备用；
(2)取步骤(1)中制得的纳米级钛硅80g和粘结剂20g混合(其中氧化铝4g、二氧化硅8g和粘土8g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的钛硅分子筛；
(3)将钛硅分子筛浸渍于质量浓度为70g/L的硝酸镍溶液中进行离子交换4次，每次离子交换1.5h，得金属负载分子筛；
(4)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在300℃焙烧活化3h，即得到高效吸附VOCs的吸附剂。
实施例5
(1)取四烷基硅酸酯100g、四氯化钛10g、模板剂4g(二乙胺)和甘油10g放入2000g的水中，加热至50℃水解0.5h后过滤，待滤液冷却至室温后超声处理10min，用氨水调节超声处理后的溶液的pH值至9，然后将溶液进行加热至100℃预晶化1h，得到预晶化液，并向该预晶化液中加入40g甲醇钠，最后将溶液转移至水热合成釜中，于165℃下晶化16h，取出后经过滤、洗涤、干燥后得到纳米级钛硅，备用；
(2)取步骤(1)中制得的纳米级钛硅75g和粘结剂25g混合(其中氧化铝5g、二氧化硅10g和粘土10g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的钛硅分子筛；
(3)将钛硅分子筛浸渍于质量浓度为100g/L的硝酸锰溶液中进行离子交换4次，每次离子交换2h，得金属负载分子筛；
(4)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在500℃焙烧活化8h，即得到高效吸附VOCs的吸附剂。
对比例1
步骤与实施例相同，不同之处在于，将硝酸铁溶液替换成硝酸钠溶液。
对比例2
(1)取沸石粉75g和粘结剂25g混合(其中氧化铝5g、二氧化硅10g和粘土10g)，将混合物放入搅拌器中加水搅拌均匀后，挤压成条，烘干得到成型的沸石粉分子筛；
(2)将沸石粉分子筛浸渍于浓度为100g/L硝酸铁溶液中进行离子交换4次，每次离子交换2小时，得金属负载分子筛；
(3)用去离子水对金属负载分子筛进行水洗、烘干，将烘干后的金属负载分子筛放入电炉中，在500℃焙烧活化8h，即得到吸附VOCs的吸附剂。
取实施例1至5以及对比例1和2制备的吸附剂20g，将所取的吸附剂放入有机物分子浓度为国标(GB/T18883～2002)和国军标(GJB11.3～91)平均浓度规定值20倍的空气中，以重量法测得，在常温常压下，对各类有机分子饱和吸附量如下表1所示。
表1：吸附剂对各类有机分子的饱和吸附量
从表1中的测试数据可以看出，与对比例1比较，实施例制得的纳米级钛硅分子筛不仅仅有着高的比面积，而且其水热晶化形成特殊的Ti-O-Si键，也有着催化有机分子分解的能力；与对比例2比较，实施例制得的纳米级钛硅分子筛与过渡族金属离子在催化有机分子分解的效果上有协同作用。说明本发明实施例制备的吸附剂不仅容易吸附空气中的有机分子，而且由于纳米级硅钛材分子筛本身硅骨架内形成特殊的Ti-O-Si键，形成一种具有优良催化氧化活性的催化剂，通过光照条件催化分解被吸附的有机分子，而且由于过渡族金属离子和纳米级钛硅在催化分解有机分子的效果上有着协同作用，可以快速的催化分解被吸附的有机分子，从而使该吸附剂在吸附有机物时不易达到饱和状态，延长了吸附剂的使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，通过水热晶化法制备得到纳米级钛硅；
步骤S20、将所述纳米级钛硅与粘结剂混合形成混合物后，加水搅拌并挤压成条，然后烘干，得到成型的钛硅分子筛；
步骤S30、将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换，得金属负载分子筛；
步骤S40、对所述金属负载分子筛进行水洗和烘干处理后，再进行焙烧活化，制得高效吸附VOCs的吸附剂。
2.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S10包括：
步骤S11、将四烷基硅酸酯、四氯化钛、模板剂和多元醇加入到水中，加热水解后过滤并收集滤液；
步骤S12、对所述滤液进行超声处理，然后加入氨水调节pH值至9～12，得到碱性溶液；
步骤S13、将所述碱性溶液进行预晶化后，加入有机碱，然后于165～190℃温度下晶化16～42h，得产物溶液；
步骤S14、对所述产物溶液进行过滤、洗涤和干燥，得纳米级钛硅。
3.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S10中：所述四烷基硅酸酯中的Si、所述四氯化钛中的Ti、所述模板剂与水的摩尔比为1：(0.08～0.40)：(0.02～0.3)：(5～100)。
4.如权利要求2所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S11中：所述加热水解时的水解温度为50～80℃、水解时间为0.5～1h；和/或，
步骤S13中：所述预晶化时的预晶化温度为100～150℃、预晶化时间为1～5h。
5.如权利要求2所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S10中：所述有机碱与所述四烷基硅酸酯中的Si的摩尔比为(0.05～0.3)：1。
6.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S10中：所述模板剂包括四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四丙基溴化铵、二乙胺、尿素中的至少一种。
7.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S20中：所述粘结剂包括氧化铝、二氧化硅和粘土；和/或，所述粘结剂的质量占所述混合物质量的10～25％。
8.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S30中：所述过渡金属的硝酸盐溶液包括硝酸铜、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、硝酸锰中的任意一种，且所述过渡金属的硝酸盐溶液中硝酸盐的质量浓度为20～100g/L。
9.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S30中：将所述钛硅分子筛浸渍于过渡金属的硝酸盐溶液中进行离子交换的离子交换次数为3～4次，且每次离子交换时间为1.5～2.5h。
10.如权利要求1所述的高效吸附VOCs的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S40中：所述焙烧活化时的焙烧温度为300～500℃、焙烧时间为3～8h。
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