CN115646436B - 一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 - Google Patents
一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115646436B CN115646436B CN202210767794.9A CN202210767794A CN115646436B CN 115646436 B CN115646436 B CN 115646436B CN 202210767794 A CN202210767794 A CN 202210767794A CN 115646436 B CN115646436 B CN 115646436B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molecular sieve
- silver
- pure silicon
- silicon molecular
- situ
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 title claims abstract description 58
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 53
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 39
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 9
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 32
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- -1 silver ions Chemical class 0.000 abstract description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VZRYGYNKSRKYLD-UHFFFAOYSA-N [N].C=C Chemical compound [N].C=C VZRYGYNKSRKYLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001144 powder X-ray diffraction data Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 244000141359 Malus pumila Species 0.000 description 1
- 240000008790 Musa x paradisiaca Species 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 1
- 235000021015 bananas Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003375 plant hormone Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Landscapes
- Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
Abstract
本发明涉及一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,具体是一种用银离子对材料的结构进行改性,并提高乙烯的吸附量,通过银离子对结构的调控,最终实现提升捕获低浓度乙烯能力的方法。采用本发明方法制备的原位银改性的纯硅分子筛材料,可以在高相对湿度和一定二氧化碳的影响下捕获低浓度乙烯,分离性能比未改性的分子筛可提高近三倍,并且可通过温和的条件实现完全再生,具有良好的循环稳定性;在实际的水果贮藏中,原位银改性的纯硅分子筛延长了水果的贮藏时间,验证其对水果的保鲜效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,具体是在合成纯硅分子筛时加入适量的硝酸银对其进行原位银改性,并提高了材料在低压下的乙烯吸附能力,通过银负载增加了强吸附位点,最终实现了提升纯硅分子筛材料在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的能力。
背景技术
乙烯(C2H4)是最简单的不饱和烃,同时也是一种植物激素,由体内特定部位生成,对植物的生长发育起一定调节作用。在一些水果和蔬菜未成熟时,其产生的一定量的乙烯可以促进果蔬的发育,但在果蔬被采摘后其释放的微量乙烯便会加速老化过程,使果蔬更易腐烂、致病、降低贮藏寿命。我国作为世界上水果产量最大的国家之一,每年约生产水果2亿多吨,占全世界产量的50 %以上,但由于缺乏高效节能的水果保鲜技术和装置,使我国在供应链中水果的损耗率高达30 %,而发达国家仅在是5 %以下。通过提高果蔬在贮藏期的寿命可以大大减少这种损耗,常用的策略包括温度管理、湿度控制、气体组分调控和乙烯管理相结合,在这些方法中,乙烯管理尤为重要。通过降低贮藏空间中乙烯的浓度,可以显著延长果蔬的保质期,而研发能够高效清除水果和蔬菜储存环境中低浓度乙烯的材料是所需突破的重点。
目前所用的清除贮藏环境中乙烯的方法主要有氧化剂氧化法、催化降解法、吸附法等。其中吸附法是将乙烯吸附在吸附剂中,能有效对持续释放的低浓度乙烯进行控制,且吸附剂的转移、放置都比较容易;同时,在一些水果保鲜膜、保鲜贴纸、包装盒的制作过程中,加入一定量的乙烯吸附剂,可以进一步提高它们的保鲜效果。但由于吸附剂主要在果蔬的包装和储存中使用,而大多数水果和蔬菜储存时推荐的相对湿度都大于70 %,因此不可避免地要考虑到吸附剂在潮湿条件下的工作能力和稳定性等问题。一些已经商业生产的MOF如Basolite C300材料,当有CO2存在时其乙烯吸附性能会有所下降,而当处于高相对湿度环境下时,其吸附的乙烯还会由于强竞争性吸附被释放出来,这是非常不利的。而纯硅分子筛作为ZSM-5家族的一个成员,由于其高硅铝比,孔道具有极大的疏水性,这种特性可以大大降低潮湿环境对其吸附性能的影响。但同时它对乙烯的亲和力也较弱,因此,提高纯硅分子筛对乙烯的作用力,是其用作捕获低浓度乙烯的关键。
现有技术中,CN105772063A公开了一种改性ZSM-5分子筛催化剂的制备方法,其采用浸渍合成的方法,制备保持较高催化效率的同时大大降低MTO工艺所需反应温度的催化剂,但该方法制备的分子筛,其对乙烯的亲和力弱,并不能形成强的乙烯吸附位点。
针对上述问题,特提出本发明。
发明内容
本发明通过以下方案得到的:
一种纯硅分子筛的原位银改性方法,包括以下步骤:
步骤1 将四丙基氢氧化铵溶液(TPAOH)和去离子水混合,搅拌均匀;然后加入原硅酸四乙酯溶液(TEOS),继续连续搅拌,得到混合溶液;
步骤2向步骤1中的混合溶液加入硝酸银溶液,搅拌均匀,得到混合溶液,并将混合溶液密封在反应釜中进行水热反应;
步骤3 将步骤2得到的样品用去离子水洗涤、干燥,并在马弗炉中高温煅烧,得到银改性的纯硅分子筛;
其中,加入硝酸银的量满足银的负载量为0.2%-2%,所述负载量为银在所述银改性的纯硅分子筛的质量百分含量;
进一步地,所述步骤1中四丙基氢氧化铵与硅酸四乙酯的质量比为1-2:1;
进一步地,所述四丙基氢氧化铵与所述去离子水的质量比为1:1-2;
进一步地,所述步骤1中,所述四丙基氢氧化铵溶液(TPAOH)和去离子水混合的搅拌时间为10-20min;所述连续搅拌时间为5-6h;
进一步地,所述步骤2中,所述搅拌时间为1-1.5h;
进一步地,所述步骤2水热反应的温度为180℃,反应时间为2-4天;
进一步地,所述步骤3中,所述干燥在80 ℃烘箱进行;
进一步地,所述步骤3中,所述高温煅烧的升温条件为马弗炉以5 ℃/min的升温速率升温至550 ℃;所述高温煅烧在550 ℃下于空气气氛中煅烧8-10h;
本发明公开了原位银改性的纯硅分子筛,其可以应用于高相对湿度和二氧化碳的环境下捕获低浓度乙烯;
本发明还公开了原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,所述低浓度乙烯的浓度范围为800-1000ppm,所述高相对湿度为70-80%,所述二氧化碳的浓度范围为800-1000ppm。
技术效果
本发明在合成纯硅分子筛时加入适量的硝酸银(AgNO3)对其进行原位银改性,所加入的银离子会在纯硅分子筛上形成强的乙烯吸附位点,通过C2H4-Ag(I)的π络合作用,从而提高对C2H4的作用力;通过原位银改性后的纯硅分子筛比原材料的分离性能提高了约3倍;并且即使是在74.6 %的高相对湿度和1000 ppm二氧化碳的影响下,其捕获低浓度乙烯的性能也不会受到影响,还具有良好的循环性能;银的负载量在0.2-2%时,可以保证银的分散性好,当银的负载量过高时,较多的银会聚集进而导致较大的团簇出现,这些团簇会阻塞分子筛的孔道,影响分子筛对乙烯的吸附。本发明经过硝酸银用量的调整,确定最佳银负载量为0.935 wt%的纯硅分子筛材料的C2H4吸附量可以提升至49 cm3/g(提升14 %),并实现了最佳的潮湿条件下捕获低浓度乙烯性能的提升。同时,本发明的原位银改性后的纯硅分子筛材料在实际的水果保鲜中,其可以有效地延长水果的老化腐烂程度,提高水果保鲜效果。
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是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的附图。
图1是实施例1、实施例2和实施例3所得的材料的PXRD图;
图2是实施例1、实施例2和实施例3所得的材料的SEM图;
图3是实施例1、实施例2和实施例3所得的材料对C2H4在298 K下的吸附曲线;
图4是吸附柱和穿透实验装置图,吸附柱中的样品是通过将粉末样品压片筛分成40-60目的颗粒后再进行装填的;
图5是实施例1和实施例2所得的材料对1000 ppm乙烯和氮气的混合气在室温下的穿透曲线;
图6是实施例2所得的材料在室温和高相对湿度下1000 ppm乙烯和氮气混合气的穿透曲线;
图7是实施例2所得的材料在室温和高相对湿度下1000 ppm乙烯和氮气混合气的穿透循环曲线;
图8是实施例2所得的材料在室温和高相对湿度下对1000 ppm二氧化碳和1000ppm乙烯以及氮气的混合气的穿透曲线;
图9是实施例2所得的材料在室温和高相对湿度下对1000 ppm二氧化碳和1000ppm乙烯和氮气的混合气的穿透循环曲线;
图10是空白对照和实施例2所得的材料在水果贮藏中的实际效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
实施例1
① 将13 g四丙基氢氧化铵溶液和16 mL的去离子水置于100 mL烧杯中,然后在25℃下连续搅拌10分钟。
② 在上述混合溶液中加入8.32 g原硅酸四乙酯溶液,继续在常温下搅拌6小时。
③ 将上述混合溶液转移至100 mL的聚四氟乙烯内衬中,密封于反应釜中后置于180 ℃的烘箱反应4天。
④ 待冷却后,将合成的样品离心并用去离子水洗涤3次,接着在80 ℃烘箱干燥。
⑤ 将干燥好的样品置于马弗炉中,以每分钟5 ℃的升温速率升温至550 ℃,并在550 ℃下于空气气氛下煅烧8小时,然后以每分钟5 ℃的降温速率降温至25 ℃,得到纯硅分子筛。
实施例2
① 将13 g四丙基氢氧化铵溶液和16 mL的去离子水置于100 mL烧杯中,然后在25℃下连续搅拌10分钟。
② 在上述混合溶液中加入8.32 g原硅酸四乙酯溶液,继续在常温下搅拌6小时。
③ 将0.10 g的硝酸银溶于5 mL去离子水中,搅拌60分钟,加入上述混合溶液中,继续在常温下搅拌30分钟。
④ 将上述混合溶液转移至100 mL的聚四氟乙烯内衬中,密封于反应釜中后置于180 ℃的烘箱反应4天。
⑤ 待冷却后,将合成的样品离心并用去离子水洗涤3次,接着在80 ℃烘箱干燥。
⑥ 将干燥好的样品置于马弗炉中,以每分钟5 ℃的升温速率升温至550 ℃,并在550 ℃下于空气气氛下煅烧8小时,然后以每分钟5 ℃的降温速率降温至25 ℃,得到银负载量0.935 wt%的纯硅分子筛。
实施例3
① 将13 g四丙基氢氧化铵溶液和16 mL的去离子水置于100 mL烧杯中,然后在25℃下连续搅拌10分钟。
② 在上述混合溶液中加入8.32 g原硅酸四乙酯溶液,继续在常温下搅拌6小时。
③ 将1.00 g的硝酸银溶于5 mL去离子水中,搅拌60分钟,加入上述混合溶液中,继续在常温下搅拌30分钟。
④ 将上述混合溶液转移至100 mL的聚四氟乙烯内衬中,密封于反应釜中后置于180 ℃的烘箱反应4天。
⑤ 待冷却后,将合成的样品离心并用去离子水洗涤3次,接着在80 ℃烘箱干燥。
⑥ 将干燥好的样品置于马弗炉中,以每分钟5 ℃的升温速率升温至550 ℃,并在550 ℃下于空气气氛下煅烧8小时,然后以每分钟5 ℃的降温速率降温至25 ℃,得到银负载量1.768 wt%的纯硅分子筛。
由图1-3可以看出,纯硅分子筛材料在制备及原位银改性后的PXRD图一致,说明该材料在制备、煅烧以及原位银改性的一系列操作中都能保持结构的稳定性;原位银改性前后的纯硅分子筛材料都为六棱柱状晶体,且形貌均一;当银负载量增加时,会在材料表面形成一些银物种团簇。
吸附工艺流程实验1:
不同原位银改性的纯硅分子筛的乙烯吸附提升:
① 取0.1000 g原位银改性的纯硅分子筛样品进行室温下(25 ℃)的乙烯等温吸附测试。
② 吸附进气速率设为38 mmHg/min,最终压力设为760 mmHg。
③ 吸附压力区间设定21个吸附平衡点,每个压力点的平衡时间至少30分钟。
④ 把银负载量为0.598 wt%、0.935 wt%、1.006 wt%、1.768 wt%、2.825 wt%的五个样品进行以上的乙烯吸附测试。
最终得到的吸附容量与未改性的纯硅分子筛材料进行对比,得到表1。其中银负载量为0.935 wt%时,纯硅分子筛的乙烯吸附性能提升最高,最佳原位银改性(银负载量0.935wt%)后的乙烯吸附量相比于原材料提升了14 %。
表1 不同银负载量纯硅分子筛材料对乙烯吸附的影响
分离工艺流程实验2:
利用原位银改性的纯硅分子筛进行潮湿条件下低浓度乙烯捕获的应用测试:
① 取2 g最佳原位银改性的纯硅分子筛材料,在压片后通过破碎筛分成40-60目的颗粒,再将其填充到Φ 6×80 mm的吸附柱中。
② 在设定的60 ℃温度下采用氩气吹扫吸附柱3小时,吹扫流速为20 mL/min。
③ 吹扫完成后自然冷却至室温,用1000 ppm乙烯和氮气的混合气在室温(25 ℃)下穿透吸附柱,设定流速为20 mL/min。
④ 在出气口利用乙烯检测器进行乙烯浓度测量,同时每隔2分钟在出气口取样注入色谱分析仪中分析流出组分。
⑤ 对采样组分进行含量分析,最终得到分离乙烯和氮气的穿透曲线。相对于原始材料而言,原位银改性后的纯硅分子筛穿透保留时间明显延长,效果提升了约3倍,有效地提升了材料在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的性能。
⑥ 每完成一次分离操作,吸附柱可在60 ℃用氩气原位吹扫3小时再生,再重复进行下一次循环。
分离工艺流程实验3:
① 取2 g最佳原位银改性的纯硅分子筛材料,在压片后通过破碎筛分成40-60目的颗粒,再将其填充到Φ 6×80 mm的吸附柱中。
② 在设定的60 ℃温度下采用氩气吹扫吸附柱3小时,吹扫流速为20 mL/min。
③ 吹扫完成后自然冷却至室温,用1000 ppm乙烯、1000 ppm二氧化碳和氮气的混合气在室温(25 ℃)下穿透吸附柱,设定流速为20 mL/min。
④ 在出气口利用乙烯检测器进行乙烯浓度测量,同时每隔2分钟在出气口取样注入色谱分析仪中分析流出组分。
⑤ 对采样组分进行含量分析,最终得到分离乙烯、二氧化碳和氮气的穿透曲线。原位银改性后的纯硅分子筛在高相对湿度和一定含量的二氧化碳的影响下,其乙烯吸附性能仍能维持不变。
⑥ 每完成一次分离操作,吸附柱可在60 ℃用氩气原位吹扫3小时再生,再重复进行下一次循环。
从图5看出,材料在原位银改性后的乙烯穿透时间可提升三倍以上,相比于原始材料,产生了更加优异的乙烯氮气分离效果;从图6中可以看出,原位银改性的纯硅分子筛在高相对湿度下的乙烯氮气分离性能不受影响;从图7中可以看出,原位银改性的纯硅分子筛在高相对湿度下的乙烯分离循环性能良好;从图8中可以看出,原位银改性的纯硅分子筛在高相对湿度和一定含量二氧化碳的影响下,乙烯分离性能不受影响;从图9中可以看出,原位银改性的纯硅分子筛在高相对湿度和一定含量二氧化碳的影响下,乙烯分离循环性能良好。
水果贮藏实验:
① 将两组等质量的香蕉、苹果分别放入两个透明密闭盒中储存。
② 其中一组放入4 g最佳原位银改性的纯硅分子筛材料,另一组为空白对照。
③ 经过10天后观察盒内的水果腐烂程度,并拍照记录。
图10结果显示,与空白对照组相比,其内的水果在经过10天贮藏后,其表面色泽无明显变化;而空白对照组内水果有一定程度的老化腐烂。说明原位银改性的纯硅分子筛材料可以有效防止水果腐烂。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,其特征在于,所述原位银改性的纯硅分子筛应用于高相对湿度和二氧化碳的环境下捕获低浓度乙烯;所述低浓度乙烯的浓度范围为800-1000ppm,所述高相对湿度为70-80%,所述二氧化碳的浓度范围为800-1000ppm;所述原位银改性的纯硅分子筛的制备步骤为:
步骤1 将四丙基氢氧化铵溶液和去离子水混合,搅拌均匀;然后加入原硅酸四乙酯溶液,继续连续搅拌,得到混合溶液;
步骤2向步骤1中的混合溶液加入硝酸银溶液,搅拌均匀,得到混合溶液,并将混合溶液密封在反应釜中进行水热反应;
步骤3 将步骤2得到的样品用去离子水洗涤、干燥,并在马弗炉中高温煅烧,得到银改性的纯硅分子筛;
其中,加入硝酸银的量满足银的负载量为0.2%-2%,所述负载量为银在所述银改性的纯硅分子筛的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,其特征在于,步骤1中四丙基氢氧化铵溶液与原硅酸四乙酯溶液的质量比为1-2:1;所述四丙基氢氧化铵溶液与所述去离子水的质量比为1:1-2。
3.根据权利要求1所述的原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,其特征在于,步骤1中,所述四丙基氢氧化铵溶液和所述去离子水混合的搅拌时间为10-20min;所述连续搅拌时间为5-6h。
4.根据权利要求1所述的原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,其特征在于,步骤2中,所述搅拌时间为1-1.5h;所述步骤2水热反应的温度为180℃,反应时间为2-4天。
5.根据权利要求1所述的原位银改性的纯硅分子筛在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用,其特征在于,步骤3中,所述干燥在80℃烘箱进行;所述高温煅烧的升温条件为马弗炉5℃/min的升温速率升温至550℃;所述高温煅烧在550℃下于空气气氛中煅烧8-10h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210767794.9A CN115646436B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210767794.9A CN115646436B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115646436A CN115646436A (zh) | 2023-01-31 |
CN115646436B true CN115646436B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=85023888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210767794.9A Active CN115646436B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115646436B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1073422A (zh) * | 1992-10-29 | 1993-06-23 | 中国石油化工总公司 | 催化裂化干气吸附分离乙烯工艺 |
EP1485200A1 (en) * | 2002-03-25 | 2004-12-15 | Council of Scientific and Industrial Research | Process for the preparation of molecular sieve adsorbent for selective adsorption of nitrogen and argon |
CN101623618A (zh) * | 2009-08-06 | 2010-01-13 | 浙江大学 | 一种改性硝酸银乙烯吸收剂及其制备方法和用途 |
CN105344213A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种长期稳定的低温催化完全氧化去除乙烯的方法 |
CN113145163A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 浙江大学 | 一种全硅分子筛负载钯的甲烷氧化催化剂及其制备方法 |
CN113441171A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-28 | 中新国际联合研究院 | 一种载体改性的银基乙烯脱除剂及其制备方法和应用 |
CN113875775A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-04 | 中山大学 | 一种全硅分子筛封装纳米银杀菌剂的制备方法 |
-
2022
- 2022-06-30 CN CN202210767794.9A patent/CN115646436B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1073422A (zh) * | 1992-10-29 | 1993-06-23 | 中国石油化工总公司 | 催化裂化干气吸附分离乙烯工艺 |
EP1485200A1 (en) * | 2002-03-25 | 2004-12-15 | Council of Scientific and Industrial Research | Process for the preparation of molecular sieve adsorbent for selective adsorption of nitrogen and argon |
CN1668374A (zh) * | 2002-03-25 | 2005-09-14 | 科学与工业研究会 | 制备用于选择性吸附氮和氩的分子筛吸附剂的方法 |
CN101623618A (zh) * | 2009-08-06 | 2010-01-13 | 浙江大学 | 一种改性硝酸银乙烯吸收剂及其制备方法和用途 |
CN105344213A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种长期稳定的低温催化完全氧化去除乙烯的方法 |
CN113145163A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 浙江大学 | 一种全硅分子筛负载钯的甲烷氧化催化剂及其制备方法 |
CN113441171A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-28 | 中新国际联合研究院 | 一种载体改性的银基乙烯脱除剂及其制备方法和应用 |
CN113875775A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-04 | 中山大学 | 一种全硅分子筛封装纳米银杀菌剂的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115646436A (zh) | 2023-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110496604B (zh) | 一种钴镍双金属有机框架二氧化碳吸附材料及其制备方法与应用 | |
CN1076978C (zh) | 经碱处理的氧化铝在变压吸附中的应用 | |
US4019879A (en) | Selective adsorption of carbon monoxide from gas streams | |
CN110773120B (zh) | 金属盐改性分子筛及其制备方法和应用 | |
KR102217979B1 (ko) | 결합제를 포함하는 아민 기능화 mof 기반의 이산화탄소 흡착제 | |
EP0474106B1 (en) | Process for making modified carbon molecular sieves for gas separation | |
EP0264523B1 (en) | Method of separating gaseous mixture | |
KR100580340B1 (ko) | 제올라이트 흡착제를 이용한 기류의 이산화탄소 제거 | |
CN1198358A (zh) | 变温吸附 | |
CN110773125B (zh) | 有机改性分子筛及其制备方法和应用 | |
CN110773121B (zh) | 硼酸改性分子筛及其制备方法和应用 | |
CN115869904B (zh) | 一种应用于潮湿环境下co2捕集的掺杂过渡金属的分子筛及其制备方法和应用 | |
CN115646436B (zh) | 一种原位银改性的纯硅分子筛及其在潮湿条件下捕获低浓度乙烯的应用 | |
US3078638A (en) | Carbon dioxide removal from vapor mixtures | |
CN110773129B (zh) | 二元取代苯改性分子筛及其制备方法和应用 | |
CN116850956A (zh) | 一种改性zif-8基氮掺杂炭co2吸附剂的制备方法 | |
CN114392723A (zh) | 一种二氧化碳吸附剂及其制备方法、活化再生方法及应用 | |
CN1669639A (zh) | 一种载硫活性炭的再生方法 | |
CN115193408A (zh) | 一种Ag-SAPO-34@Cu-BTC复合材料及其制备和应用方法 | |
CN118122100B (zh) | 一种水果用凝胶态吸收乙烯保鲜干燥剂及其制备方法 | |
US11638908B2 (en) | Potassium-merlinoite zeolite, its synthesis and use | |
CN117181182B (zh) | 一种可循环利用铜基杂化材料乙烯吸附剂及其制备方法和应用 | |
JPH0284132A (ja) | 青果物及び花卉類のca貯蔵法 | |
JPS61191510A (ja) | 窒素濃縮用炭素分子篩の製法 | |
CN116351396B (zh) | 一种气体吸附剂的制备方法及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Libo Inventor after: Chen Yang Inventor after: Ren Yongheng Inventor before: Li Libo Inventor before: Wang Yong Inventor before: Li Tong Inventor before: Li Jinping |
|
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |