CN115254011A - 一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料及其制备工艺 - Google Patents
一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料及其制备工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料及其制备工艺,采用30‑40份的钛硅分子筛、10‑20份的ZSM‑5分子筛、20‑30份的NA‑Y分子筛、30‑40份的贝塔分子筛、1‑5份的双(环戊二烯)锰、2‑4份的磷酸钙和2‑10份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨8小时后,将堇青石蜂窝陶瓷浸入研磨液内涂敷,加热容器内温度到120℃,同时用超声波振动子实现震荡,高频声波震荡72‑168小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷进行干燥,干燥后成为成品,成品使用过程中无需危废处理,可重复利用,节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附材料及其制备方法,更具体的说,尤其涉及一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料及其制备工艺。
背景技术
在石油、化工、制药或橡胶等生产中,会产生VOC气体,挥发出的汽体不但刺鼻,吸入后还会对人体身体健康产生严重的影响。工业生产中排放的VOC气体还会造成大气灰霾,是大气污染治理重点限排污染物,即污染环境,又损害身体健康。
现有的排放气体处理设备中,多用以活性炭为滤芯进行吸附处理,但活性炭不可重复利用,且活性炭的可吸附周期短,吸附率低,对排放气体中的VOC气体成分不能达到很好的净化吸附效果,需频繁更换吸附材料,使用成本高。现在环保要求越来越严格,如何处理工业生产中排放的VOC气体,不仅是企业本身急需要解决的技术问题,也是政府环境监管部门要求改善的重要技术指标。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点,提供了一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料及其制备工艺。
本发明的纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料,其特征在于:所述的吸附材料包括钛硅分子筛、ZSM-5分子筛、NA-Y分子筛、贝塔分子筛、双环戊二烯锰、磷酸钙、碳酸钡、硅酸铝纤维、偏硅酸钠、纳米生物质纤维和去离子水。
一种基于权利要求1所述的吸附材料的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a:采用30-40份的钛硅分子筛、10-20份的ZSM-5分子筛、20-30份的NA-Y分子筛、30-40份的贝塔分子筛、1-5份的双(环戊二烯)锰、2-4份的磷酸钙和2-10份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡72-168小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置于80-360℃之间,干燥后成为成品。
进一步地,所述的“份”为基数,每份的基数相等。
进一步地,所述的吸附材料可重复使用,使用满三年后可重新涂覆再生成。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)分子筛作为基底,疏水性强,可根据废气组分选择性吸附VOC气体组分。
(2)分子筛基底结构抗热冲击强,可550℃高温脱附大分子有机物。
(3)应用领域广,可用于多种行业有机废气治理。
(4)耐超声水清洗,可重复使用,三年后可重新涂覆再生,无需危废处理,可重复利用,节省成本。
(5)吸附材料采用纳米化的生物质纤维增强了涂敷型分子筛的结构比表,加强了对VOC气体的吸附能力。
具体实施方式
基于本发明中的实施列,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施列,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料,吸附材料包括钛硅分子筛、ZSM-5分子筛、NA-Y分子筛、贝塔分子筛、双环戊二烯锰、磷酸钙、碳酸钡、硅酸铝纤维、偏硅酸钠、纳米生物质纤维和去离子水。
本发明中,基于吸附材料的制备工艺,包括以下步骤:
a:采用30-40份的钛硅分子筛、10-20份的ZSM-5分子筛、20-30份的NA-Y分子筛、30-40份的贝塔分子筛、1-5份的双(环戊二烯)锰、2-4份的磷酸钙和2-10份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡72-168小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置于80-360℃之间,干燥后成为成品。
其中,“份”为基数,每份的基数相等。
钛硅分子筛作为部分选择氧化催化剂,主要用于烃类的选择氧化,烃类选择氧化在石油化工中占有重要的地位。
ZSM-5分子筛具有耐热性、耐酸性、疏水性、较高的水稳定性、高比表面积、较宽的硅铝比变化范围和较低的结碳量,适用于复杂环境下的催化反应。ZSM-5分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、异构化、催化氧化、裂化及脱硫反应,ZSM-5分子筛被广泛应用到炼油工业、精细化工及环境保护各个领域。
NA-Y分子筛是指Y型晶体结构分子筛的钠型,是一种碱金属的硅铝酸盐,具有独特的三维孔道结构,应用于吸附分离、催化和离子交换等领域。
贝塔分子筛是一种具有三维十二元环孔结构的中孔、高硅沸石,其孔道结余ZSM-5分子筛与Y型分子筛之间,具有较高的热稳定性。
双(环戊二烯)锰用作有机合成的中间体。
磷酸钙作为抗结剂和稳定剂,加大了催化剂涂覆过程中的附着力,涂覆的更加稳固牢靠。
碳酸钡作为催化剂,加快了还原剂与烟气中氮氧化物的反应速率。
硅酸铝纤维为一种耐高温纤维,具有容重轻、耐高温、热稳定性好、热传导率低、抗机械震动、富有弹性、隔声、电绝缘和化学稳定性好等特点。在冶金、化工、电力、机械工业熔炉等高温设备上用作高温炉充填、窑保温层及热网管道保温等工程,还可用作高温密封、过滤、消声、催化剂载体和复合材料增强体。
偏硅酸钠添加到铝及合金弱碱性化学氧化液中,以改善氧化膜层的质量。
生物质纤维加大了分子筛之间的粘结度,便于挤压成型。
本发明采用分子筛与纳米生物质纤维结合,增强了涂敷型分子筛的结构比表,加强对VOC气体的吸附能力。分子筛的疏水性强,可根据废气组分选择性吸附vics组分,抗热冲击强,可550度高温脱附大分子有机物。可用于多种行业有机废气治理,耐超声水清洗,可重复使用,三年后可重新涂覆再生,无需危废处理。
堇青石蜂窝陶瓷以合成堇青石为原料,加入粘合剂、烧失剂,依次经混合搅拌、练泥、挤出、干燥,在1280-1320℃烧制而成的蜂窝状陶瓷。
步骤a中的吸附材料的硬度大于步骤b中的材料的硬度,进行研磨的时间节点不同,因此步骤a中的吸附需要研磨的时间大于步骤b中材料的研磨时间,在步骤a中的吸附材料研磨到设定的研磨细度时,再加入步骤b中的材料,步骤c中继续进行研磨8小时后对堇青石蜂窝陶瓷进行涂敷,在步骤d中同时加热及超声波震荡,加快涂敷的效率。在步骤e和步骤f中,震荡到设定时间时,进行堇青石蜂窝陶瓷的脱浆和干燥,即可得到成品。
实施例1:
一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料的制备工艺,包括以下步骤:
a:采用30份的钛硅分子筛、10份的ZSM-5分子筛、20份的NA-Y分子筛、30份的贝塔分子筛、1份的双(环戊二烯)锰、2份的磷酸钙和2份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡72小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置为80℃,干燥后成为成品。
经统计测定吸附材料的吸附效率在90%以上。
实施例2:
一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料的制备工艺,包括以下步骤:
a:采用35份的钛硅分子筛、15份的ZSM-5分子筛、25份的NA-Y分子筛、35份的贝塔分子筛、3份的双(环戊二烯)锰、3份的磷酸钙和6份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡120小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置为220℃,干燥后成为成品。
经统计测定吸附材料的吸附效率在95%以上。
实施例3:
一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料的制备工艺,包括以下步骤:
a:采用40份的钛硅分子筛、20份的ZSM-5分子筛、30份的NA-Y分子筛、40份的贝塔分子筛、5份的双(环戊二烯)锰、4份的磷酸钙和10份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡168小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置为360℃,干燥后成为成品。
经统计测定吸附材料的吸附效率在95%以上。
在第一到第三实施列中记录的数据中,对比可知所采用的原料组分越大,干燥温度越高,所得成品对VOC气体的吸附效率越高。
Claims (4)
1.一种纳米生物质纤维增强的涂敷型分子筛吸附材料,其特征在于:所述的吸附材料包括钛硅分子筛、ZSM-5分子筛、NA-Y分子筛、贝塔分子筛、双环戊二烯锰、磷酸钙、碳酸钡、硅酸铝纤维、偏硅酸钠、纳米生物质纤维和去离子水。
2.一种基于权利要求1所述的吸附材料的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a:采用30-40份的钛硅分子筛、10-20份的ZSM-5分子筛、20-30份的NA-Y分子筛、30-40份的贝塔分子筛、1-5份的双(环戊二烯)锰、2-4份的磷酸钙和2-10份的碳酸钡,加入50份的去离子水,经球磨机研磨;
b:经球磨机研磨48小时后,加入10份硅酸铝纤维、10份偏硅酸钠和20份生物质纤维,经球磨机继续研磨;
c:经球磨机研磨8小时后,将球磨机内的研磨液取出装入密闭的容器中,将堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸入研磨液内涂敷;
d:在堇青石蜂窝陶瓷涂敷的过程中,加热容器内温度到120℃,同时将超声波振动子设置于密闭容器内,将电能转为机械能,实现容器内的震荡;
e:高频声波震荡72-168小时后,取出堇青石蜂窝陶瓷放置于充有惰性气体的气体干燥箱内进行干燥;
f:采用压缩空气去除堇青石蜂窝陶瓷上多余的浆液,气体干燥箱内温度设置于80-360℃之间,干燥后成为成品。
3.根据权利要求2所述的吸附材料的制备工艺,其特征在于:所述的“份”为基数,每份的基数相等。
4.根据权利要求2所述的吸附材料的制备工艺,其特征在于:所述的吸附材料可重复使用,使用满三年后可重新涂覆再生成。
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